DE102004062530A1 - Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug und Verfahren zum Betreiben desselben - Google Patents

Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug und Verfahren zum Betreiben desselben Download PDF

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Hee Ra Anyang Lee
Chul Soo Suwon Kim
Tal Chol Hwaseong Kim
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Abstract

Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug und Verfahren zum Betreiben desselben, wobei ein Doppelkupplungsgetriebe überarbeitet ist, um Drehmomente, die von einem Verbrennungsmotor und einem E-Motor aufgenommen werden, in idealer Weise durch Bereitstellen einer optimalen Gestaltung des Energieübertragungsschemas und der Motorlage zu ändern. Solch ein Doppelkupplungsgetriebe ist optimal an ein Hybrid-Elektrofahrzeug angepasst, und ein optimales Arbeitsverfahren für solch ein Doppelkupplungsgetriebe wird auch bereitgestellt, um die Unwirtschaftlichkeit in der Anwendung eines herkömmlichen, kontinuierlich veränderlichen Getriebes in einem Hybrid-Elektrofahrzeug zu überwinden.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben desselben.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen bezeichnet ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches eine Mehrzahl von Energiequellen verwendet, und es bezeichnet üblicherweise ein Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle, HEV), welches durch einen Verbrennungsmotor und einen E-Motor angetrieben wird.
  • Ein Hybrid-Elektrofahrzeug kann in verschiedenen Anordnungen hinsichtlich des Anpassens eines Verbrennungsmotors und eines E-Motors realisiert werden, und eine Mehrheit von Anordnungen, die untersucht worden sind, basieren auf dem Paralleltyp oder dem Serientyp.
  • Eine Serienanordnung ist im Aufbau einfacher als eine Parallelanordnung, so dass sie einfacher zu steuern ist. Jedoch weist solch ein Serien-HEV einen kleineren energetischen Wirkungsgrad auf, weil Energie zuerst von mechanischer Energie eines Verbrennungsmotors in elektrische Energie in einer Batterie umgewandelt wird und dann zum Betreiben eines E-Motors verwendet wird.
  • Ein Parallel-HEV, obwohl komplizierter im Aufbau und in der Steuerung, weist einen höheren energetischen Wirkungsgrad auf, weil mechanische Energie eines Verbrennungsmotors und elektrische Energie einer Batterie gleichzeitig verwendet werden können. Aus diesem Grunde wird für einen Personenkraftwagen üblicherweise eine Parallelanordnung angewendet.
  • Ein Serien-HEV kann, obwohl es einen kleineren energetischen Wirkungsgrad als der Paralleltyp aufweist, den Verbrennungsmotor immer an einem optimalen Arbeitspunkt betreiben. Indes kann ein Parallel-HEV den Verbrennungsmotor nicht immer an einem optimalen Arbeitspunkt betreiben, da der Verbrennungsmotor und der E-Motor mechanisch miteinander durch ein Getriebe gekuppelt sind, das heißt, da eine Verbrennungsmotordrehzahl mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit korreliert und sich folglich die Betriebsleistung eines Verbrennungsmotors entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
  • Um solch ein Problem zu lösen, wird gewöhnlich ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (continuously variable transmission, CVT) unter Verwendung eines Metallriemens als ein günstiges Getriebe angesehen, weil es ermöglichen kann, dass die Verbrennungsmotordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird.
  • Jedoch erfordert solch ein CVT im Vergleich mit anderen Getrieben, wie zum Beispiel einem Automatik-Getriebe, einen sehr hohen hydrostatischen Druck zum Betrieb. Deshalb manifestiert ein CVT trotz verschiedener günstiger funktioneller Eigenschaften nicht einen besonders beachtlichen energetischen Wirkungsgrad.
  • Auf der anderen Seite wird bei einem Doppelkupplungsgetriebe (double clutch transmission, DCT) ein Drehmoment, welches von einem Verbrennungsmotor aufgenommen wird, auf zwei Eingangswellen durch zwei Kupplungen übertragen und wird dann unter Verwendung von Zahnrädern, die mit den zwei Eingangswellen verbunden sind, geändert und abgegeben. Das heißt, es kann durch das Anpassen von zwei Kupplungen und einer automatischen Schaltvorrichtung an eine Anordnung ähnlich der eines herkömmlichen manuellen Getriebes der Vorteil eines Automatik-Getriebes erhalten werden, während ein Wirkungsgrad beibehalten wird, der so gut wie derjenige eines manuellen Getriebes ist.
  • Deshalb kann, wenn solch ein DCT an ein HEV und sein Übertragungssystem angepasst werden kann, die Effizienz des HEV gegenüber einem Fall weiter erhöht werden, bei dem ein CVT verwendet wird.
  • Die in diesem Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als ein Anerkenntnis oder jedwede Form von Andeutung verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land schon bekannt ist.
    •
  • ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Es ist die Motivation für die vorliegende Erfindung, ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug und ein Arbeitsverfahren bereitzustellen, welches so strukturiert ist, dass es die Vorteile des idealen Änderns und Abgebens von Drehmomenten eines Verbrennungsmotors und eines E-Motors bietet.
  • Ein exemplarisches Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor und einen E-Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat, weist eine Haupteingangswelle, eine erste und eine zweite Eingangswelle, eine erste und eine zweite Kupplung, eine Antriebsgetriebeeinheit, eine erste und eine zweite Ausgangsvorrichtung, ein Differentialgetriebe und eine E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung auf.
  • Die Haupteingangswelle nimmt ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor auf.
  • Die erste Eingangswelle rotiert koaxial zur Haupteingangswelle.
  • Die zweite Eingangswelle rotiert koaxial zur Haupteingangswelle und entlang eines äußeren Umfangs der ersten Eingangswelle.
  • Die erste und die zweite Kupplung übertragen wahlweise ein Drehmoment von der Haupteingangswelle auf die erste und die zweite Eingangswelle.
  • Die Antriebsgetriebeeinheit weist eine Mehrzahl von Antriebsrädern auf, die entsprechend auf der ersten und der zweiten Antriebswelle angeordnet sind.
  • Die erste Ausgangsvorrichtung weist eine erste Ausgangswelle auf, die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle und von diesen um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist und weist auch eine Mehrzahl von Abtriebsrädern und ein erstes Ausgangsrad auf der Ausgangswelle auf, so dass Drehmomente von Antriebsrädern auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben werden.
  • Die zweite Ausgangsvorrichtung weist eine zweite Ausgangswelle und eine Rückwärts-Leerlauf-Welle, die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle und von diesen um vorbestimmte Abstände getrennt angeordnet sind, eine Mehrzahl von Abtriebsrädern, ein zweites Ausgangsrad, ein Rückwärts-Abtriebsrad, welches auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Rückwärts-Zwischenrädern auf, die auf de r. Rückwärts-Leerlauf-Welle angeordnet sind, so dass Drehmomente von Antriebsrädern auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben werden.
  • Das Differentialgetriebe ist üblicherweise mit dem ersten Ausgangsrad und dem zweiten Ausgangsrad verbunden.
  • Die E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung überträgt wahlweise ein Drehmoment des E-Motors auf die zweite Eingangswelle durch eine Mehrzahl von Rädern und ein Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Antriebsgetriebeeinheit ein erstes, ein drittes und ein fünftes Antriebsrad, welche auf einer von der ersten und der zweiten Eingangswelle angeordnet sind, und ein zweites, ein viertes und ein sechstes Antriebsrad auf, welche auf der anderen Eingangswelle von der ersten und der zweiten Eingangswelle angeordnet sind.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform sind das erste, das dritte und das fünfte Antriebsrad auf der ersten Eingangswelle ausgebildet, und das zweite, das vierte und das sechste Antriebsrad sind auf der zweiten Eingangswelle ausgebildet.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform sind das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte und das sechste Antriebsrad in einer Reihenfolge des zweiten Antriebsrades, des vierten Antriebsrades, des sechsten Antriebsrades, des dritten Antriebsrades, des ersten Antriebsrades und des fünften Antriebsrades von dem Verbrennungsmotor aus angeordnet.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform weist die erste Ausgangsvorrichtung die erste Ausgangswelle; ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Abtriebsrad; eine erste und eine zweite Synchronisationsvorrichtung und das erste Ausgangsrad auf.
  • Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Abtriebsrad sind auf der ersten Ausgangswelle angeordnet und stehen jeweils mit dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Antriebsrad im Eingriff. Die erste Synchronisationsvorrichtung überträgt wahlweise Drehmomente des ersten und des dritten Abtriebsrades auf die erste Ausgangswelle. Die zweite Synchronisationsvorrichtung überträgt wahlweise ein Drehmoment des zweiten und des vierten Abtriebsrades auf die erste Ausgangswelle. Das erste Ausgangsrad ist auf der ersten Ausgangswelle angeordnet und steht mit dem Differentialgetrieberad im Eingriff.
  • Dementsprechend werden Drehmomente des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Antriebsrades auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform weist die zweite Ausgangsvorrichtung die zweite Ausgangswelle, die Rückwärts-Leerlauf-Welle, ein fünftes und ein sechstes Abtriebsrad, ein erstes und ein zweites Zwischenrad, ein Rückwärts-Antriebsrad, eine dritte und eine vierte Synchronisationsvorrichtung und das zweite Ausgangsrad auf.
  • Das fünfte und das sechste Abtriebsrad sind auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet und stehen jeweils mit dem fünften und dem sechsten Antriebsrad im Eingriff. Das erste Zwischenrad ist auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle angeordnet und steht mit dem ersten Antriebsrad im Eingriff. Das zweite Zwischenrad ist auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle angeordnet. Das Rückwärts-Abtriebsrad ist auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet und steht mit dem zweiten Zwischenrad im Eingriff. Die dritte Synchronisationsvorrichtung überträgt wahlweise ein Drehmoment des fünften Abtriebsrades auf die zweite Ausgangswelle. Die vierte Synchronisationsvorrichtung überträgt wahlweise Drehmomente des sechsten und des Rückwärts-Abtriebsrades auf die zweite Ausgangswelle. Das zweite Ausgangsrad ist auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet und steht mit dem Differentialgetrieberad im Eingriff. Dementsprechend werden Drehmomente des ersten, des fünften und des sechsten Antriebsrades auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform weist die E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung ein Elekto-Motor-Rad, eine E-Motor-Leerlaufachse und ein E-Motor-Leerlaufrad auf.
  • Das E-Motor-Rad ist auf einer Rotationswelle des E-Motors angeordnet. Die E-Motor-Leerlaufachse ist parallel zur zweiten Eingangswelle und von dieser um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet. Das E-Motor-Leerlaufrad ist auf der E- Motor-Leerlaufachse ausgebildet und steht üblicherweise mit dem E-Motor-Rad und einem Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle im Eingriff.
  • In diesem Fall kann das eine Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle, welches mit dem E-Motor-Leerlaufrad im Eingriff steht, ein Antriebsrad für einen zweiten Gang sein.
  • Ein exemplarisches Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes ist ein Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Hybrid-Elektrofahrzeug. Das Verfahren weist ein Bestimmen einer Betriebsart zwischen einer Elektrofahrzeug (electric vehicle, EV)-Betriebsart, einer Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle, HEV)-Betriebsart und einer Regenerativ-Brems (regenerative braking, RB)-Betriebsart auf. Das Doppelkupplungsgetriebe wird entsprechend der bestimmten Betriebsart betrieben.
  • In der EV-Betriebsart wird nur ein Drehmoment des E-Motors geändert und abgegeben. In der HEV-Betriebsart werden Drehmomente sowohl des E-Motors als auch des Verbrennungsmotors geändert und abgegeben. In der RB-Betriebsart werden eine Brems- und Trägheitsenergie des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch eine Stromerzeugung des E-Motors zurückgewonnen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die EV-Betriebsart in dem Fall gewählt, in dem ein momentaner Ladezustand (state of charge, SOC) über einem vorbestimmten SOC liegt, wobei in der EV-Betriebsart der Verbrennungsmotor gestoppt ist und die erste und die zweite Kupplung ausgekuppelt sind, während ein Drehmoment des E-Motors auf ein Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang übertragen wird, so dass nur das Drehmoment des E-Motors von der Batterieenergie geändert und abgegeben wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der vorbestimmte Gang ein zweiter Vorwärtsgang.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform wird in der EV-Betriebsart eine Energie des E-Motors an das Differentialgetrieberad der Reihe nach durch ein E-Motor-Rad, ein E-Motor-Leerlaufrad, ein Zweiter-Gang-Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle, ein Zweiter-Gang-Abtriebsrad auf der ersten Ausgangswelle und die erste Ausgangswelle abgegeben.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform wird in der HEV-Betriebsart der Verbrennungsmotor durch den E-Motor gestartet, eine Kupplung von der ersten oder der zweiten Kupplung ist eingekuppelt, so dass ein Drehmoment des Verbrennungsmotors auf ein Abtriebsrad für einen Ziel-Gang übertragen wird, ein Drehmoment des E-Motors wird auf ein Zweiter-Gang-Abtriebsrad übertragen, und das Drehmoment des E-Motors wird auf der Basis einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Niederdrückbetrages eines Gaspedals gesteuert.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform wird die RB-Betriebsart in dem Fall ausgeführt, dass sich das Hybrid-Elektrofahrzeug durch Bremsen verzögert oder sich aufgrund Trägheit bewegt, wobei in der RB-Betriebsart die erste und die zweite Kupplung ausgekuppelt sind, während ein Drehmoment von einen Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang auf den E-Motor übertragen wird, so dass der E-Motor durch die Brems- und Trägheitsenergie des Hybrid-Elektrofahrzeugs als ein elektrischer Generator angetrieben wird.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform werden in der RB-Betriebsart die Brems- und Trägheitsenergie der Reihe nach durch das Differentialgetrieberad, das erste Ausgangsrad, die erste Ausgangswelle, ein Zweiter-Gang-Antriebsrad auf der ersten Ausgangswelle, ein Zweiter-Gang-Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle, das E-Motor-Leerlaufrad und das E-Motor-Rad dem E-Motor zugeführt.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die beigefügte Zeichnung, welche in die Beschreibung inkorporiert ist und einen Teil der Beschreibung bildet, stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar und dient zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären, wobei:
  • 1 eine schematische Darstellung eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Zeichnung ist, die eine Anordnungsbeziehung zwischen einer ersten und einer zweiten Eingangswelle, einer ersten und einer zweiten Ausgangswelle, einer Rückwärts-Leerlauf-Welle, einem Differentialgetrieberad und einem E-Motor-Rad eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine Darstellung ist, die einen Betrieb in einer EV-Betriebsart eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 eine Darstellung ist, die einen Betrieb eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Verbrennungsmotor gestartet wird, während das DCT in einer EV-Betriebsart ist;
  • 5 eine Darstellung ist, die einen Betrieb eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn das HEV in einem dritten Vorwärtsgang in einer HEV-Betriebsart läuft.
  • 6 eine Darstellung ist, die einen Betrieb in einer RB-Betriebsart eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 7 ein Flussdiagramm ist, welches ein Verfahren zum Steuern eines DCT gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
  • Wie in der Technik gut bekannt ist, weist ein Doppelkupplungsgetriebe (double clutch transmission, DCT) zwei Kupplungsvorrichtungen mit einer Getriebeanordnung auf, die einem manuellen Getriebe ähnlich ist.
  • In einem DCT wird ein Drehmoment, welches von einem Verbrennungsmotor aufgenommen wird, auf zwei Eingangswellen über zwei Kupplungen übertragen und wird dann unter Verwendung von Zahnrädern, die an den zwei Eingangswellen angeordnet sind, geändert und abgegeben.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wendet solch ein DCT auf ein HEV an, das zwei Energiequellen in Form eines Verbrennungsmotors und eines E-Motors hat.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Darstellung, die eine Anordnungsbeziehung zwischen einer ersten und einer zweiten Eingangswelle, einer ersten und einer zweiten Ausgangswelle, einer Rückwärts-Leerlauf-Welle, einem Differentialgetrieberad und einem E-Motor-Rad eines DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein DCT für ein HEV gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Haupteingangswelle 105; eine erste und eine zweite Eingangswelle 110 und 120; eine erste und eine zweite Kupplung C1 und C2; ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Antriebsrad G1, G2, G3, G4, G5 und G6; eine erste und eine zweite Ausgangsvorrichtung OUT1 und OUT2; ein Differentialgetrieberad DIFF und eine E-Motor-Eingangs-/Ausgangseinheit 190 auf.
  • Die Haupteingangswelle 105 nimmt ein Drehmoment eines Verbrennungsmotors 102 auf.
  • Die erste Eingangswelle 110 ist drehbar entlang einer Rotationsachse der Haupteingangswelle 105 angeordnet.
  • Die zweite Eingangswelle 120 ist auf der Rotationsachse der Haupteingangswelle 105 drehbar um die erste Eingangswelle 110 herum angeordnet.
  • Die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 übertragen wahlweise das Drehmoment der Haupteingangswelle 105 auf die erste und die zweite Eingangswelle 110 beziehungsweise 120. Folglich wird das Drehmoment der Haupteingangswelle 105 auf die erste Eingangswelle 110 übertragen, wenn die erste Kupplung C1 arbeitet, und das Drehmoment der Haupteingangswelle 105 wird auf die zweite Eingangswelle 120 übertragen, wenn die zweite Kupplung C2 arbeitet.
  • Das erste, das dritte und das fünfte Antriebsrad G1, G3 und G5 sind auf der ersten Eingangswelle 110 ausgebildet, und das zweite, das vierte und das sechste Antriebsrad G2, G4 und G6 sind auf der zweiten Eingangswelle 120 ausgebildet.
  • Ausführlicher sind das erste, das dritte und das fünfte Antriebsrad G1, G3 und G5 auf der ersten Eingangswelle 110 so angeordnet, dass das dritte Antriebsrad G3 nahe eines Endes der zweiten Eingangswelle 120 ist, das fünfte Antriebsrad G5 ist distal dazu, und das erste Antriebsrad G1 ist zwischen dem dritten und dem fünften Antriebsrad G3 und G5. Ferner sind das zweite, das vierte und das sechste Antriebsrad G2, G4 und G6 auf der zweiten Eingangswelle 120 so angeordnet, dass das zweite Antriebsrad G2 nahe des Verbrennungsmotors 102 ist, das sechste Antriebsrad G6 ist distal zu dem Verbrennungsmotor und das vierte Antriebsrad G4 ist zwischen dem zweiten und dem sechsten Antriebsrad G2 und G6.
  • Folglich sind gemäß einem DCT einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte und das sechste Antriebsrad G1, G2, G3, G4, G5 und G6 in einer Reihenfolge des zweiten Antriebsrades G2, des vierten Antriebsrades G4, des sechsten Antriebsrades G6, des dritten Antriebsrades G3, des ersten Antriebsrades G1 und des fünften Antriebsrades G5 angeordnet.
  • Ferner weist, wie in 1 gezeigt, das DCT eine erste Ausgangsvorrichtung OUT1 zum wahlweisen Ändern und Ausgeben von Drehmomenten des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Antriebsrades G1, G2, G3 und G4 und eine zweite Ausgangsvorrichtung OUT2 zum wahlweisen Ändern und Ausgeben von Drehmomenten des ersten, des fünften und des sechsten Antriebsrades G1, G5 und G6 auf.
  • Wie in 1 gezeigt, weist die erste Ausgangsvorrichtung OUT1 eine erste Ausgangswelle 130; ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Abtriebsrad D1, D2, D3 und D4; eine erste und eine zweite Synchronisationsvorrichtung S1 und S2 und ein erstes Ausgangsrad 135 auf.
  • Die erste Ausgangswelle 130 ist parallel zur Haupteingangswelle 105 und von dieser um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet. Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Abtriebsrad D1, D2, D3 und D4 sind auf der ersten Ausgangswelle 130 angeordnet, während sie jeweils mit dem ersten, dem zweiten, dem dritten bzw. dem vierten Antriebsrad G1, G2, G3 und G4 im Eingriff stehen.
  • Die erste Synchronisationsvorrichtung S1 überträgt wahlweise ein Drehmoment des ersten und des dritten Abtriebsrades D1 und D3 auf die erste Ausgangswelle 130. Die zweite Synchronisationsvorrichtung S2 überträgt wahlweise ein Drehmoment des zweiten und des vierten Antriebsrades D2 und D4.
  • Ferner ist das erste Ausgangsrad 135 auf der ersten Ausgangswelle 130 angeordnet, während es mit dem Differentialgetrieberad DIFF im Eingriff steht, so dass ein von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Antriebsrad G1, G2, G3 und G4 aufgenommenes Drehmoment auf das Differentialgetrieberad DIFF übertragen wird.
  • Wie in 1 gezeigt, weist die zweite Ausgangsvorrichtung OUT2 eine zweite Ausgangswelle 140, eine Rückwärts-Leerlauf-Welle 150, ein fünftes und ein sechstes Abtriebsrad D5 und D6, ein erstes und ein zweites Zwischenrad M1 und M2, ein Rückwärts-Abtriebsrad R, eine dritte und eine vierte Synchronisationsvorrichtung S3 und S4 und ein zweites Ausgangsrad 145 auf.
  • Die zweite Ausgangswelle 140 und die Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 sind parallel zur Haupteingangswelle 105 und von dieser durch vorbestimmte Abstände getrennt angeordnet.
  • Das fünfte und das sechste Abtriebsrad D5 und D6 sind auf der zweiten Ausgangswelle 140 angeordnet, während sie jeweils mit dem fünften und dem sechsten Antriebsrad G5 und G6 im Eingriff stehen.
  • Das erste Zwischenrad M1 ist auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 angeordnet, während es mit dem ersten Antriebsrad G1 im Eingriff steht.
  • Das Rückwärts-Abtriebsrad R ist auf der zweiten Ausgangswelle 140 angeordnet, während es mit dem zweiten Zwischenrad M2 im Eingriff steht.
  • Die dritte Synchronisationsvorrichtung S3 überträgt wahlweise das Drehmoment des fünften Abtriebsrades D5 auf die zweite Ausgangswelle 140. Die vierte Synchronisationsvorrichtung S4 überträgt wahlweise ein Drehmoment des Rückwärts-Abtriebsrades R und des sechsten Abtriebsrades D6 auf die zweite Ausgangswelle 140.
  • Ferner ist das zweite Ausgangsrad 145 auf der zweiten Ausgangswelle 140 angeordnet, während es mit dem Differentialgetrieberad DIFF im Eingriff steht, so dass ein von dem ersten, dem fünften und dem sechsten Antriebsrad G1, G5 und G6 aufgenommenes Drehmoment auf das Differentialgetrieberad DIFF übertragen wird.
  • Details der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Synchronisationsvorrichtung S1, S2, S3 und 54 werden offensichtlich von einem Fachmann mit Bezug auf Synchronisationsvorrichtungen eines herkömmlichen manuellen Getriebes verstanden, welches durch eine Schaltgabel betätigt wird.
  • Beispielsweise können die erste, die zweite, die dritte und die vierte Synchronisationsvorrichtung S1, S2, S3 und S4 jeweils durch zusätzliche, durch einen Controller gesteuerte Stellglieder (nicht gezeigt) in Links- und Rechtsrichtung in 1 betätigt werden. Das Stellglied kann durch einen Elektromotor angetrieben oder hydraulisch durch ein Magnetventil angetrieben werden, welches einen hydrostatischen Druck von einer Ölpumpe steuert. Sie sind einem Fachmann offensichtlich und werden hier dementsprechend nicht in weiteren Details beschrieben.
  • Die E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung 190 überträgt ein Drehmoment eines E-Motors 103 (das heißt, eines E-Motor-Generators, der für Antriebs- und Generatorfunktionen betrieben werden kann), der in einem Getriebegehäuse (nicht gezeigt) angeordnet ist, wahlweise auf die zweite Eingangswelle 120 durch zwei Räder und ein zweites Antriebsrad G2 auf der zweiten Eingangswelle 120.
  • Der E-Motor 103 hat ein E-Motor-Rad MG auf seiner Rotationswelle 170.
  • Ferner ist eine E-Motor-Leerlaufachse 160 parallel zur zweiten Eingangswelle 120 und von dieser um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet. Auf der E-Motor-Leerlaufachse 160 ist ein E-Motor-Leerlaufrad IG angeordnet, das gleichzeitig mit dem E-Motor-Rad MG und dem zweiten Antriebsrad G2 auf der zweiten Eingangswelle 120 im Eingriff steht.
  • In 1 sind ein Eingriff des ersten Zwischenrades M1 und des ersten Antriebsrades G1 und ein Eingriff der zweiten Ausgangswelle 140 und des Differentialgetrieberades DIFF durch Strichlinien dargestellt. Dies deshalb, weil die erste und die zweite Eingangswelle 110 und 120, die erste und die zweite Ausgangswelle 130 und 140, die Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 und das Differentialgetrieberad DIFF der darstellerischen Einfachheit halber eben dargestellt sind, obwohl sie räumlich angeordnet sind.
  • Solche eine räumliche Anordnung der ersten und der zweiten Eingangswelle 110 und 120, der ersten und der zweiten Ausgangswelle 130 und 140, der Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 und des Differentialgetrieberades DIFF erscheint in 2.
  • 2 ist eine Ansicht von 1, wobei 1 von links betrachtet wird, und einige Räder, die in 5 gezeigt sind, werden in 2 für ein besseres Verständnis der räumlichen Beziehung zwischen den Rotationsachsen der rotierenden Elemente absichtlich nicht gezeigt.
  • Wie in 2 gezeigt, sind die erste und die zweite Ausgangswelle 130 und 140 getrennt von der zweiten Eingangswelle 120 angeordnet.
  • Die Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 ist an einer Position angeordnet, an der sie ein Dreieck zusammen mit der ersten Eingangswelle 110 und der zweiten Ausgangswelle 140 bilden kann. Das erste Zwischenrad M1 auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 steht mit dem ersten Antriebsrad G1 der ersten Eingangswelle 110 im Eingriff, und das zweite Zwischenrad M2 auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle 150 steht mit dem Rückwärts-Abtriebsrad R der zweiten Ausgangswelle 140 im Eingriff.
  • Das Differentialgetrieberad DIFF ist an einer Position angeordnet, an welcher es ein Dreieck zusammen mit der ersten und der zweiten Ausgangswelle 130 und 140 bilden kann, so dass das Differentialgetrieberad DIFF üblicherweise mit dem ersten und dem zweiten Ausgangsrad 135 und 145 der ersten und der zweiten Ausgangswelle 130 und 140 im Eingriff steht.
  • Das E-Motor-Leerlaufrad IG auf der E-Motor-Leerlaufachse 160 steht gleichzeitig mit dem zweiten Antriebsrad G2 der zweiten Eingangswelle 120 und mit dem E-Motor-Rad MG der E-Motor-Rotationswelle 170 im Eingriff.
  • Gemäß solch einem DCT für ein HEV kann eine Anordnung von sechs Antriebsrädern auf Eingangswellen eine Gesamtzahl von sieben Gängen ermöglichen, das heißt sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang.
  • Nachstehend werden Schaltvorgänge solch eines DCT gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
  • Zum Schalten in den ersten Gang werden das erste Abtriebsrad D1 und die erste Ausgangswelle 130 synchron durch Betätigen der ersten Synchronisationsvorrichtung S1 nach rechts in 1 in Eingriff gebracht. Dann wird das Schalten in den ersten Gang durch Betätigen der ersten Kupplung C1 beendet.
  • Zum Schalten in den zweiten Gang werden zunächst das zweite Abtriebsrad D2 und die erste Ausgangswelle 130 synchron durch Betätigen der zweiten Synchronisationsvorrichtung S2 nach links in 1 in Eingriff gebracht, während die erste Kupplung C1 eingekuppelt ist und die zweite Kupplung C2 ausgekuppelt ist. Dann wird das Schalten in den zweiten Gang durch Auskuppeln der ersten Kupplung C1 und Einkuppeln der zweiten Kupplung C2 beendet. Die erste Synchronisationsvorrichtung S1 wird zu einer neutralen Position bewegt, so dass das erste Abtriebsrad D1 und die erste Ausgangswelle 130 voneinander gelöst sind.
  • Wie beim Schalten in den ersten und den zweiten Gang werden zum Schalten in den dritten, den vierten, den fünften, den sechsten und in den Rückwärtsgang ein entsprechendes Abtriebsrad und eine entsprechende Ausgangswelle synchron durch Betätigen einer entsprechenden Synchronisationsvorrichtung in Eingriff gebracht, während die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 abwechselnd eingekuppelt werden. Ferner erfordern benachbarte Gänge, dass verschiedene Synchronisationsvorrichtungen betätigt werden. Deshalb können ein Auskuppeln eines aktuellen Gangs und eine Realisierung eines Ziel-Ganges während des Schaltens von einem und in einen benachbarten Gang unabhängig voneinander gesteuert werden. Zusätzlich können während des Schaltens in einen benachbarten Gang viele Manipulationstechniken, die ein Fahrer bei einem manuellen Getriebe ausführen kann, zum Beispiel ein Schleifenlassen der Kupplung, durch Steuern des Einkuppel-Timings einer einrückenden Kupplung und des Auskuppel-Timings einer ausrückenden Kupplung ausgeführt werden.
  • Der Betrieb solch eines DCT für ein HEV basiert auf Betriebsarten. Solche Betriebsarten weisen eine Elektrofahrzeug (electric vehicle, EV)-Betriebsart, bei der nur ein Drehmoment des E-Motors 103 verwendet wird, eine Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle, HEV)-Betriebsart, bei der das Drehmoment des Verbrennungsmotors 102 als eine Hauptenergiequelle und das Drehmoment des E-Motors 103 als eine Hilfsenergiequelle verwendet wird, und eine Regenerativ-Brems (regenerative braking, RB)-Betriebsart auf, bei der Brems- und Trägheitsenergie des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Stromerzeugung des E-Motors 103 zurückgewonnen wird und zum Nachladen einer Batterie (nicht gezeigt) verwendet wird.
  • In der EV-Betriebsart sind, wie in 3 gezeigt, das Fahrzeug und der Verbrennungsmotor 102 angehalten und die erste und zweite Kupplung C1 und C2 sind ausgekuppelt.
  • Wenn ein Gaspedal durch einen Fahrer niedergedrückt wird, verbindet die zweite Synchronisationsvorrichtung S2 das zweite Abtriebsrad D2 und die erste Ausgangswelle 130 miteinander in dem Fall, dass ein momentaner Ladezustand (state of charge, SOC) der Batterie ausreichend hoch ist (das heißt, in dem Fall, dass ein momentaner SOC über einem vorbestimmten SOC liegt). Folglich wird in diesem Fall der E-Motor 103 durch Batterieenergie angetrieben.
  • Entsprechend wird das Starten des HEV durch Antreiben des E-Motors 103 ausgeführt und folglich wird das HEV im zweiten Gang durch den E-Motor 103 angetrieben.
  • In solch einer EV-Betriebsart wird die Energie des E-Motors der Reihe nach durch ein E-Motor-Rad MG, ein E-Motor-Leerlaufrad IG, ein zweites Antriebsrad G2 auf der zweiten Eingangswelle 120, ein zweites Antriebsrad D2 auf der ersten Ausgangswelle 130 und die erste Ausgangswelle 130 an das Differentialgetrieberad abgegeben.
  • Wenn ein Schalten in einen speziellen Gang (zum Beispiel in den dritten Gang) infolge eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich ist, wird der Verbrennungsmotor 102 gestartet. Dies impliziert, dass die EV-Betriebsart freigegeben wird und in die HEV-Betriebsart eingetreten wird.
  • Wenn es erforderlich ist, dass der Verbrennungsmotor 102 gestartet wird, während das DCT in der EV-Betriebsart betrieben wird, wie in 4 gezeigt, wird die zweite Kupplung C2 schlupfgesteuert, so dass der Verbrennungsmotor 102 durch ein Drehmoment vom E-Motor 103 gestartet wird. Das heißt, durch Schlupfsteuern der zweiten Kupplung C2 wird der Verbrennungsmotor 102 zunächst auf eine geeignete Geschwindigkeit zum Zünden getrieben. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet ist, wird dann die zweite Kupplung C2 ausgekuppelt, so dass das Schalten in einen Zielgang (zum Beispiel den dritten Gang) durch Betätigen einer entsprechenden Synchronisationsvorrichtung ausgeführt werden kann.
  • In der obigen Beschreibung wurde beschrieben, dass das HEV nur durch die Energie des E-Motors 103 gestartet werden kann, wenn der momentane SOC der Batterie ausreichend hoch ist. Für den Fall, dass der SOC der Batterie nicht ausreichend hoch ist, wird das HEV durch sofortiges Starten des Verbrennungsmotors 102 gestartet und angetrieben, und entsprechend wird die Energie des Verbrennungsmotors 102 als primäre Energiequelle verwendet.
  • Solch eine HEV-Betriebsart wird nachstehend mit Bezugnahme auf 5 ausführlich in Bezug auf einen exemplarischen Fall beschrieben, dass das DCT im dritten Gang in der HEV-Betriebsart angetrieben wird.
  • Im Fall des Schaltens in den dritten Gang, während das HEV in der EV-Betriebsart läuft, wird zunächst der Verbrennungsmotor 102 durch das Drehmoment des E-Motors 103 gestartet. Nachfolgend wird die erste Synchronisationsvorrichtung S1 gesteuert, damit sie mit dem dritten Abtriebsrad D3 gekuppelt ist, und die zweite Synchronisationsvorrichtung S2 bleibt mit dem zweiten Abtriebsrad D2 gekuppelt, während die erste Kupplung C1 eingekuppelt ist und die zweite Kupplung C2 ausgekuppelt ist.
  • In diesem Fall wird das HEV primär durch das Drehmoment des Verbrennungsmotors 102 und sekundär durch das Drehmoment des E-Motors 103 angetrieben. Im Einzelnen wird die Hilfsenergie des E-Motors 103 auf der Basis eines Gaspedal-Niederdrückbetrages eines Fahrers und einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
  • Spezifische Werte der Hilfsenergie des E-Motors 103 können durch einen Controller (nicht gezeigt) gemäß einem vorbestimmten Algorithmus berechnet und realisiert werden. Sie können beliebig durch einen Fachmann, der die Bauart-Spezifikationen des DCT und/oder des HEV berücksichtigt, eingerichtet werden, und werden deshalb nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben.
  • Für den Fall, dass sich das Hybrid-Elektrofahrzeug durch Bremsen verlangsamt oder sich aufgrund Trägheit bewegt, wird die RB-Betriebsart in einem Zustand so ausgeführt, dass die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 ausgekuppelt sind und die zweite Synchronisationsvorrichtung S2 mit dem zweiten Abtriebsrad D2 gekuppelt ist, wie in 6 gezeigt.
  • In solch einer RB-Betriebsart wird die Brems- und Trägheitsenergie zurückgewonnen und durch einen Stromerzeugungsvorgang des E-Motors 103 gemäß einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit in die Batterie geladen.
  • In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Betrieb des E-Motors 103 in einem Betriebsbereich gesteuert wird, der den besten Wirkungsgrad hinsichtlich der Stromerzeugung aufweist. Insbesondere kann solch ein Betriebsbereich und damit das Steuern des E-Motors 103 in Bezug auf die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit in einen Controller (nicht gezeigt) implementiert und durch einen Controller realisiert werden. Diese können beliebig durch einen Fachmann eingerichtet werden, der die Bauart-Spezifikation des DCT und/oder des HEV berücksichtigt, und werden deshalb nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben.
  • In der RB-Betriebsart wird die Brems- und Trägheitsenergie der Reihe nach durch das Differentialgetrieberad DIFF, das erste Ausgangsrad 135, die erste Ausgangswelle 130, ein zweites Abtriebsrad D2 auf der ersten Ausgangswelle 130, ein zweites Antriebsrad G2 auf der zweiten Eingangswelle 120, das E-Motor-Leerlaufrad IG und das E-Motor-Rad MG dem E-Motor zugeführt, was eine umgekehrte Reihenfolge des Energieübertragungsflusses im zweiten Gang darstellt.
  • Solch ein Verfahren zum Betreiben eines DCT gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt.
  • Zunächst wird bei Schritt S710 eine Betriebsart, gemäß welcher das DCT betrieben wird, wahlweise zwischen der EV-Betriebsart, der HEV-Betriebsart und der RB-Betriebsart auf der Basis eines Fahrzustandes des Fahrzeugs bestimmt. Dann wird bei Schritten S720, S730 und S740 das DCT gemäß der bestimmten Betriebsart betrieben.
  • Eine Regel zum Bestimmen der Betriebsart bei dem Schritt S710 kann beliebig durch einen Fachmann festgelegt werden. Zum Beispiel kann bestimmt werden, dass die Betriebsart die RB-Betriebsart in dem Fall ist, dass sich das HEV durch Bremsen verzögert oder sich aufgrund Trägheit bewegt, die EV-Betriebsart in dem Fall, dass ein momentaner SOC der Batterie über einem vorbestimmten SOC liegt zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Gaspedal betätigt wird, oder die HEV-Betriebsart in dem Fall, dass der momentane SOC der Batterie nicht über dem vorbestimmten SOC liegt zu dem Zeitpunkt, zu dem das Gaspedal betätigt wird.
  • Beim Schritt S720 des Betreibens des DCT gemäß der EV-Betriebsart ist der Verbrennungsmotor 102 gestoppt und die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 sind ausgekuppelt, während ein Drehmoment des E-Motors 103 zu einem Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang (zum Beispiel das zweite Abtriebsrad D2) übertragen wird. Folglich wird in diesem Fall nur das Drehmoment des E-Motors von der Batterieenergie verändert und abgegeben.
  • Beim Schritt S730 des Betreibens des DCT gemäß der HEV-Betriebsart wird der Verbrennungsmotor 102 durch den E-Motor 103 gestartet, eine Kupplung von der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 wird eingekuppelt, so dass das Drehmoment des Verbrennungsmotors 102 auf ein Abtriebsrad für einen Ziel-Gang übertragen wird, und das Drehmoment des E-Motors 103 wird auf ein zweites Abtriebsrad übertragen. In diesem Fall wird das Drehmoment des E-Motors 103 auf der Basis einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Niederdrückbetrages eines Gaspedals gesteuert.
  • Bei dem Schritt S730 des Betreibens des DCT gemäß der RB-Betriebsart werden die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 ausgekuppelt, während ein Drehmoment von einem Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang (zum Beispiel das zweite Abtriebsrad D2) auf den E-Motor 103 übertragen wird, so dass der E-Motor 103 als ein elektrischer Generator durch die Brems- und Trägheitsenergie des HEV angetrieben wird.
  • Während das DCT gemäß der entsprechenden Betriebsarten betrieben wird, kehrt der Arbeitsablauf wiederholt zu dem Schritt S710 des Bestimmens der Betriebsart zurück, und das DCT kann entsprechend immer in einer Betriebsart betrieben werden, die für einen Bewegungszustand des HEV geeignet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein DCT für ein HEV zusätzlich zu einer Betriebsart von diesem eine Anordnung des Energieübertragungsschemas und eine E-Motorposition auf, die zum Ändern und Abgeben von Drehmomenten eines Verbrennungsmotors und eines E-Motors optimal sind. Deshalb kann solch ein DCT für ein HEV verwendet werden, wobei die Unwirtschaftlichkeit eines herkömmlichen CVT mit einem Metallriemen überwunden wird.
  • Bei einer Anwendung solch eines DCT in einem HEV können Drehmomente eines Verbrennungsmotors und eines E-Motors gemäß verschiedener Betriebsarten manipuliert werden. Ferner kann auch der Komfort eines Automatik-Getriebes durch Einrichten von zwei Kupplungen und einer automatischen Schaltvorrichtung gemäß einem Schema erreicht werden, welches ähnlich dem eines herkömmlichen manuellen Getriebes ist.
  • Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, die zur Zeit als die praktischste und die am meisten bevorzugte erachtet wird, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es ist im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen zu erfassen, die innerhalb des Geistes und des Bereichs der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims (21)

  1. Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor (102) und einen E-Motor (103) hat, wobei das Doppelkupplungsgetriebe aufweist: eine Haupteingangswelle (105), die ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor (102) aufnimmt; eine erste Eingangswelle (110), die koaxial zur Haupteingangswelle (105) rotiert; eine zweite Eingangswelle (120), die koaxial zur Haupteingangswelle (105) und entlang eines äußeren Umfangs der ersten Eingangswelle (110) rotiert; eine erste und eine zweite Kupplung (C1 und C2) zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments der Haupteingangswelle (105) auf die erste und die zweite Eingangswelle (110 und 120); eine Antriebsgetriebeeinheit, die eine Mehrzahl von Antriebsrädern (G1, G2, G3, G4, G5 und G6) aufweist, die entsprechend auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) angeordnet sind; eine erste Ausgangsvorrichtung (OUT1), welche eine erste Ausgangswelle (130) aufweist, die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) und von diesen um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist, und welche auch eine Mehrzahl von Abtriebsrädern (D1, D2, D3 und D4) und ein erstes Ausgangsrad (135) auf der Ausgangswelle (130) aufweist, so dass Drehmomente von Antriebsrädern auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben werden; eine zweite Ausgangsvorrichtung (OUT2), welche eine zweite Ausgangswelle (140) und eine Rückwärts-Leerlauf-Welle (150), die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) und von diesen um vorbestimmte Abstände getrennt angeordnet sind, eine Mehrzahl von Abtriebsrädern (D5 und D6), ein zweites Ausgangsrad (145), ein auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnetes Rückwärts-Abtriebsrad (R) und eine Mehrzahl von auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordneten Rückwärts-Zwischenrädern (M1 und M2) aufweist, so dass Drehmomente von Antriebsrädern auf der ersten und der zweiten Eingangswelle wahlweise geändert und abgegeben werden; ein Differentialgetrieberad (DIFF), welches üblicherweise mit dem ersten Ausgangsrad (135) und dem zweiten Ausgangsrad (145) verbunden ist; und eine E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments des E-Motors (103) auf die zweite Eingangswelle (120) durch eine Mehrzahl von Rädern und ein Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle.
  2. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Rntriebsgetriebeeinheit aufweist: ein erstes, ein drittes und ein fünftes Antriebsrad (G1, G3 und G5), welche auf einer Eingangswelle von der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) angeordnet sind; und ein zweites, ein viertes und ein sechstes Antriebsrad (G2, G4 und G6), welche auf der anderen Eingangswelle von der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) angeordnet sind.
  3. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei: das erste, das dritte und das fünfte Antriebsrad (G1, G3 und G5) auf der ersten Eingangswelle (110) ausgebildet sind; und das zweite, das vierte und das sechste Antriebsrad (G2, G4 und G6) auf der zweiten Eingangswelle (120) ausgebildet sind.
  4. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte und das sechste Antriebsrad (G1, G2, G3, G4, G5 und G6) in einer Reihenfolge des zweiten Antriebsrades (G2), des vierten Antriebsrades (G4), des sechsten Antriebsrades (G6), des dritten Antriebsrades (G3), des ersten Antriebsrades (G1) und des fünften Antriebsrades (G5) von dem Verbrennungsmotor (102) aus angeordnet sind.
  5. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei die erste Ausgangsvorrichtung (OUT1) aufweist: die erste Ausgangswelle (130); ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Abtriebsrad (D1, D2, D3 und D4), die auf der ersten Ausgangswelle (130) angeordnet sind und mit dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Antriebsrad (G1, G2, G3 und G4) im Eingriff stehen; eine erste Synchronisationsvorrichtung (S1) zum wahlweisen Übertragen von Drehmomenten des ersten und des dritten Abtriebsrades (D1 und D3) auf die erste Ausgangswelle (130); eine zweite Synchronisationsvorrichtung (S2) zum wahlweisen Übertragen von Drehmomenten des zweiten und des vierten Antriebsrades (D2 und D4) auf die erste Ausgangswelle (130); und das erste Ausgangsrad (135), welches auf der ersten Ausgangswelle (130) angeordnet ist und mit dem Differentialgetrieberad (DIFF) im Eingriff steht, so dass Drehmomente des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Antriebsrades (G1, G2, G3 und G4) auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden.
  6. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei die zweite Ausgangsvorrichtung aufweist: die zweite Ausgangswelle (140); die Rückwärts-Leerlauf-Welle (150); ein fünftes und ein sechstes Abtriebsrad (D5 und D6), welche auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet sind und jeweils mit dem fünften und dem sechsten Antriebsrad (G5 und G6) im Eingriff stehen; ein erstes Zwischenrad (M1), welches auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordnet ist und mit dem ersten Antriebsrad (G1) im Eingriff steht; ein zweites Zwischenrad (M2), welches auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordnet ist; ein Rückwärts-Abtriebsrad (R), welches auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet ist und mit dem zweiten Zwischenrad (M2) im Eingriff steht; eine dritte Synchronisationsvorrichtung (S3) zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments des fünften Abtriebsrades (D5) auf die zweite Ausgangswelle (140); eine vierte Synchronisationsvorrichtung (S4) zum wahlweisen Übertragen von Drehmomenten des sechsten und des Rückwärts-Abtriebsrades (D6 und R) auf die zweite Ausgangswelle (140); und das zweite Ausgangsrad (145), welches auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet ist und mit dem Differentialgetrieberad (DIFF) im Eingriff steht, so dass Drehmomente des ersten, des fünften und des sechsten Antriebsrades (G1, G5 und G6) auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden.
  7. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung aufweist: ein E-Motor-Rad (MG), welches auf einer Rotationswelle (170) des E-Motors angeordnet ist; eine E-Motor-Leerlaufachse (160), welche parallel zu der zweiten Eingangswelle (120) und von dieser um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist; und ein E-Motor-Leerlaufrad (IG), welches auf der E-Motor-Leerlaufachse (160) ausgebildet ist und gleichzeitig mit dem E-Motor-Rad (MG) und einem Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle (120) im Eingriff steht.
  8. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 7, wobei das eine, mit dem E-Motor-Leerlaufrad (IG) im Eingriff stehende Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle ein Antriebsrad (G2) für einen zweiten Gang ist.
  9. Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Hybrid-Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen einer Betriebsart zwischen einer Elektrofahrzeug (EV)-Betriebsart, bei der nur ein Drehmoment des E-Motors (103) geändert und abgegeben wird, einer Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV)-Betriebsart, bei der sowohl ein Drehmoment des E-Motors (103) als auch ein Drehmoment des Verbrennungsmotors (102) geändert und abgegeben werden, und einer Regenerativ-Brems (RB)-Betriebsart, bei der Brems- und Trägheitsenergie des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Stromerzeugung des E-Motors (103) zurückgewonnen wird; und Betreiben des Doppelkupplungsgetriebes gemäß der bestimmten Betriebsart.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die EV-Betriebsart in dem Fall ausgeführt wird, dass ein momentaner Ladezustand (SOC) über einem vorbestimmten SOC liegt, wobei in der EV-Betriebsart der Verbrennungsmotor (102) gestoppt ist und die erste und die zweite Kupplung (C1 und C2) ausgekuppelt sind, während ein Drehmoment des E-Motors (103) auf ein Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang übertragen wird, so dass nur das Drehmoment des E-Motors (103) von der Batterieenergie geändert und abgegeben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Gang ein zweiter Vorwärtsgang ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in der EV-Betriebsart die Energie des E-Motors (103) an das Differentialgetrieberad (DIFF) der Reihe nach durch ein E-Motor-Rad (MG), ein E-Motor-Leerlaufrad (IG), ein Zweiter-Gang-Antriebsrad (G2) auf der zweiten Eingangswelle (120), ein Zweiter-Gang-Abtriebsrad (D2) auf der ersten Ausgangswelle (130) und die erste Ausgangswelle abgegeben wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in der HEV-Betriebsart: der Verbrennungsmotor (102) durch den E-Motor (103) gestartet wird; eine Kupplung der ersten und der zweiten Kupplung (C1 und C2) eingekuppelt wird, so dass ein Drehmoment des Verbrennungsmotors (102) auf ein Abtriebsrad für einen Ziel-Gang übertragen wird; ein Drehmoment des E-Motors (103) auf ein Zweiter-Gang-Abtriebsrad (D2) übertagen wird; und das Drehmoment des E-Motors (103) auf der Basis einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Niederdrückbetrages eines Gaspedals gesteuert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die RB-Betriebsart in dem Fall ausgeführt wird, dass sich das Hybrid-Elektrofahrzeug durch Bremsen verlangsamt oder sich aufgrund Trägheit bewegt, wobei in der RB-Betriebsart die erste und die zweite Kupplung (C1 und C2) ausgekuppelt sind, während ein Drehmoment von einem Abtriebsrad für einen vorbestimmten Gang auf den E-Motor (103) übertragen wird, so dass der E-Motor durch die Brems- und Trägheitsenergie des Hybrid-Elektrofahrzeugs als ein elektrischer Generator angetrieben wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in der RB-Betriebsart die Brems- und Trägheitsenergie der Reihe nach durch das Differentialgetrieberad (DIFF), das erste Ausgangsrad (135), die erste Ausgangswelle (130), ein Zweiter-Gang-Abtriebsrad (D2) auf der ersten Ausgangswelle, ein Zweiter-Gang-Antriebsrad (G2) auf der zweiten Eingangswelle (120), das E-Motor-Leerlaufrad (IG) und das E-Motor-Rad (MG) dem E-Motor (103) zugeführt wird.
  16. Doppelkupplungsgetriebe für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, das einen Verbrennungsmotor (102) und einen E-Motor (103) hat, wobei das Doppelkupplungsgetriebe aufweist: eine Haupteingangswelle (105), die ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor (102) aufnimmt; eine erste Eingangswelle (110), die koaxial zur Haupteingangswelle (105) rotiert; eine zweite Eingangswelle (120), die koaxial zur Haupteingangswelle (105) und entlang eines äußeren Umfangs der ersten Eingangswelle (110) rotiert; eine erste und eine zweite Kupplung (C1 und C2) zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments der Haupteingangswelle (105) auf die erste und die zweite Eingangswelle (110 und 120); ein erstes, ein drittes und ein fünftes Antriebsrad (G1, G3 und G5), die auf einer Eingangswelle der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) ausgebildet sind; ein zweites, ein viertes und ein sechstes Antriebsrad (G2, G4 und G6), die auf einer anderen Antriebswelle der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) ausgebildet sind; eine erste Ausgangsvorrichtung (OUT1), welche eine erste Ausgangswelle (130) aufweist, die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) und von diesen um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist, und welche auch eine Mehrzahl von Abtriebsrädern (D1, D2, D3 und D4) und ein erstes Ausgangsrad (135) auf der Ausgangswelle (130) aufweist, so dass Drehmomente eines ersten, eines zweiten, eines dritten und eines vierten Antriebsrades (G1, G2, G3 und G4) auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden; eine zweite Ausgangsvorrichtung (OUT2), welche eine zweite Ausgangswelle (140) und eine Rückwärts-Leerlauf-Welle (150), die parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) und von diesen um vorbestimmte Abstände getrennt angeordnet sind, eine Mehrzahl von Abtriebsrädern (D5 und D6), ein zweites Ausgangsrad (145) und ein auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnetes Rückwärts-Abtriebsrad (R) und eine Mehrzahl von auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordneten Rückwärts-Zwischenrädern (M1 und M2) aufweist, so dass Drehmomente eines ersten, eines fünften und eines sechsten Antriebsrades (G1, G5 und G6) auf der ersten und der zweiten Antriebswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden; ein Differentialgetrieberad (DIFF), welches gleichzeitig mit dem ersten Ausgangsrad (135) und dem zweiten Ausgangsrad (145) verbunden ist; und eine E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments des E-Motors (103) auf die zweite Eingangswelle (120) durch zwei Räder und das zweite Antriebsrad (G2) auf der zweiten Eingangswelle (120).
  17. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 16, wobei: das erste, das dritte und das fünfte Antriebsrad (G1, G3 und G5) auf der ersten Eingangswelle (110) ausgebildet sind; und das zweite, das vierte und das sechste Antriebsrad (G2, G4 und G6) auf der zweiten Eingangswelle (120) ausgebildet sind.
  18. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 16, wobei das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte und das sechste Antriebsrad (G1, G2, G3, G4, G5 und G6) in einer Reihenfolge des zweiten Antriebsrades (G2), des vierten Antriebsrades (G4), des sechsten Antriebsrades (G6), des dritten Antriebsrades (G3), des ersten Antriebsrades (G1) und des fünften Antriebsrades (G5) von dem Verbrennungsmotor (102) aus angeordnet sind.
  19. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 16, wobei die erste Ausgangsvorrichtung aufweist: die erste Ausgangswelle (130); ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Abtriebsrad (D1, D2, D3 und D4), die auf der ersten Ausgangswelle (130) angeordnet sind und jeweils mit dem ersten, dem zweiten, dem dritten bzw. dem vierten Antriebsrad (G1, G2, G3 und G4) im Eingriff stehen; eine erste Synchronisationsvorrichtung (S1) zum wahlweisen Übertragen von Drehmomenten des ersten und des dritten Abtriebsrades (D1 und D3) auf die erste Ausgangswelle (130); eine zweite Synchronisationsvorrichtung (S2) zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments des zweiten und des vierten Abtriebsrades (D2 und D4) auf die erste Ausgangswelle (130); und das erste Ausgangsrad (135), welches auf der ersten Ausgangswelle (130) angeordnet ist und mit dem Differentialgetrieberad (DIFF) im Eingriff steht, so dass Drehmomente des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Antriebsrades (G1, G2, G3 und G4) auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden.
  20. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 16, wobei die zweite Ausgangsvorrichtung aufweist: die zweite Ausgangswelle (140); die Rückwärts-Leerlauf-Welle (150); ein fünftes und ein sechstes Abtriebsrad (D5 und D6), welche auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet sind und jeweils mit dem fünften und dem sechsten Antriebsrad (G5 und G6) im Eingriff stehen; ein erstes Zwischenrad (M1), welches auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordnet ist und mit dem ersten Antriebsrad (G1) im Eingriff steht; ein zweites Zwischenrad (M2), welches auf der Rückwärts-Leerlauf-Welle (150) angeordnet ist; ein Rückwärts-Abtriebsrad (R), welches auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet ist und mit dem zweiten Zwischenrad (M2) im Eingriff steht; eine dritte Synchronisationsvorrichtung (S3) zum wahlweisen Übertragen eines Drehmoments des fünften Abtriebsrades (D5) auf die zweite Ausgangswelle (140); eine vierte Synchronisationsvorrichtung (S4) zum selektiven Übertragen von Drehmomenten des sechsten und des Rückwärts-Abtriebsrades (D6 und R) auf die zweite Ausgangswelle (140); und das zweite Ausgangsrad (145), welches auf der zweiten Ausgangswelle (140) angeordnet ist und mit dem Differentialgetrieberad (DIFF) im Eingriff steht, so dass Drehmomente des ersten, des fünften und des sechsten Antriebsrades (G1, G5 und G6) auf der ersten und der zweiten Eingangswelle (110 und 120) wahlweise geändert und abgegeben werden.
  21. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 16, wobei die E-Motor-Eingangs-/Ausgangsvorrichtung aufweist: ein E-Motor-Rad (MG), welches auf einer Rotationswelle (170) des E-Motors (103) angeordnet ist; eine E-Motor-Leerlaufachse (160), welche parallel zu der zweiten Eingangswelle (120) und von dieser um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist; und ein E-Motor-Leerlaufrad (IG), welches auf der E-Motor-Leerlaufachse (160) ausgebildet ist und gleichzeitig mit dem E-Motor-Rad (MG) und einem Antriebsrad auf der zweiten Eingangswelle im Eingriff steht.
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