DE102007015133A1

DE102007015133A1 - Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung sowie Verfahren zum Wechseln von Gängen einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102007015133A1
Application number: DE200710015133
Authority: DE
Inventors: William 44691 Wooster Brees; Jeffrey 44321 Copley Hemphill; Ralf Dr. Stopp
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2007-10-31

Abstract

Die Erfindung stellt eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit parallel geschalteten Getriebezweigen sowie einen Antriebsstrang mit einer solchen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung und ein Verfahren zum Wechseln der Gänge in einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung bereit. Im Gegensatz zu bekannten Gestaltungen ist dabei vorgesehen, dass nicht - wie in bekannten Gestaltungen - Gänge entweder ausschließlich mit Zugkraftunterbrechung oder ausschließlich ohne Zugkraftunterbrechung gewechselt werden bzw. gewechselt werden können, sondern vielmehr teilweise mit und teilweise ohne Zugkraftunterbrechung. Bei vorgegebener Drehmomentkapazität und vorgegebener Gängeanzahl ermöglicht dieses eine Verkürzung der Baulänge, was die erfindungsgemäße Gestaltung insbesondere für Anwendungen in Vorderradgetrieben von Kraftfahrzeugen attraktiv macht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung sowie ein Verfahren zum Wechseln von Gängen einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung.
Stand der Technik
Bekannt sind bereits Automatisierte Schaltgetriebe (ASG). Solche vorbekannten Automatisierten Schaltgetriebe sind in der Regel in Vorgelegebauweise gestaltet. Bei Automatisierten Schaltgetrieben erfolgt das Wechseln von Gängen mit Zugkraftunterbrechung. Weiter sind so genannte Parallelschaltgetriebe (PSG) bekannt. Derartige Parallelschaltgetriebe weisen eine Doppelkupplung auf, die eingangsseitig von zwei Vorgelegewellen oder Planetengetrieben angeordnet sind, um ein Schalten ohne Zugkraftunterbrechung zu ermöglichen. Ferner sind Planeten-Automatikgetriebe bekannt. Solche Getriebe weisen Planetensätze auf mit speziellen Kupplungen für die Verbindung seiner Elemente. Ferner sind so genannte Unterbrechungsfreie Schaltgetriebe (USG) bekannt. Derartige USG weisen eine Doppelkupplung sowie ein Vorgelegegetriebe auf (um eine teilweise Momentenauffüllung während Gangwechseln zu ermöglichen). Diese Momentenauffüllung wird durch bzw. mittels des höchsten Gangs bewirkt und erfordert daher hohe Schlupfdrehzahlen der Kupplung und ermöglicht eine relativ geringe Momentenauffüllung. Eine beispielhafte Gestaltung eines Parallelschaltgetriebes mit Planetengetrieben ist in der US 6,669,596 offenbart. Diverse Getriebe der vorgekannte Getriebe sind auch in "The XSG Family presentation from the 2002 LuK Symposium beschrieben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zu schaffen, die für eine vorbestimmte Drehmomentkapazität und eine vorbestimmte Anzahl von Gängen im Vergleich zu bekannten Getrieben verhältnismäßig kurz baut.
Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen. Ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugantriebsstrang ist Gegenstand des Anspruchs 9. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 10. Bevorzugte Gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeuggetriebe zu schaffen, das bei vorgegebener Drehmomentkapazität und Ganganzahl im Vergleich zu bekannten Gestaltungen verhältnismäßig kurz baut.
Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen. Ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer solchen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 9. Ein Verfahren zum Wechseln von Gängen in einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 10.
Gemäß Anspruch 1 wird also insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung vorgeschlagen, die mehrere Underdrive- und Overdrive-Gänge ausbildet und einen ersten Getriebezweig ausbildet sowie einen parallel hierzu geschalteten zweiten Getriebezweig. Die Getriebevorrichtung ist so ausgestaltet, dass sie einerseits als Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe und andererseits als Automatisiertes Schaltgetriebe wirken kann. Dies ist in vorteilhafter Weiterbildung so, dass sie beim Wechseln von und/oder zwischen Underdrive-Gängen als Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe wirkt und – insbesondere für das Wechseln von und/oder zwischen Overdrive-Gängen – als Automatisiertes Schaltgetriebe wirkt.
Bei der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2 ist insbesondere vorgesehen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist sowie mehrere Kopplungseinrichtungen, wie beispielsweise Kupplungen, von denen jede eingangsseitig eines von mehreren parallelgeschalteten Getriebezweigen angeordnet ist. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist ferner zumindest eine Schalteinrichtung auf. Die Steuerungseinrichtung wirkt mit den Kopplungseinrichtungen und der Schalteinrichtung insbesondere derart zusammen, dass eine erste Gruppe von Zuordnungen eines jeweiligen Ausgangsganges und eines jeweiligen Zielganges existiert sowie eine zweite Gruppe von Zuordnungen zwischen einem Ausgangsgang und einem Zielgang. Die Steuerungseinrichtung wirkt insbesondere mit der wenigstens einen Schalteinrichtung und den Kopplungseinrichtungen derart zusammen, dass das Schalten vom jeweiligen Ausgangsgang in den jeweiligen Zielgang bei der ersten Gruppe von Zuordnungen zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt und bei der zweiten Gruppe mit Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Es kann vorgesehen sein, dass das zugkraftunterbrechungsfreie Schalten nach Art eines Parallelschaltgetriebes oder nach Art eines Unterbrechungsfreien Schaltgetriebes erfolgt. Das Schalten mit Zugkraftunterbrechung kann beispielsweise nach Art eines Automatisierten Schaltgetriebes erfolgen.
Die Getriebevorrichtung weist insbesondere mehrere Gänge bzw. bzw. Gangstufen auf, in denen insbesondere jeweils eine vorbestimmte – insbesondere unterschiedliche – Übersetzung gegeben ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 10 ist insbesondere vorgesehen, dass zunächst der aktuell eingelegte Gang bzw. Ausgangsgang sowie der aktuell einzulegende Zielgang identifiziert wird. Anschließend wird der in der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eingelegte Gang von dem identifizierten Ausgangsgang in den identifizierten Zielgang gewechselt. In Abhängigkeit von dem konkreten Ausgangsgang und dem konkreten Zielgang erfolgt der Gangwechsel dabei entweder zugkraftunterbrechungsfrei oder mit Zugkraftunterbrechung. Ob ein Schalten mit Zugkraftunterbrechung erfolgt oder zugkraftunterbrechungsfrei hängt dabei von der Identität der Ausgangsganges und/oder von der Identität des Zielganges bzw. von der Paarung der Identitäten des Ausgangsganges und des Zielganges ab.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erste, beispielhafte erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung in schematischer Ansicht;
2 ein Getriebeschema der in 1 gezeigten Gestaltung;
3 eine zweite, beispielhafte erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung in schematischer Ansicht;
4 ein Getriebeschema der in 3 gezeigten Gestaltung;
5 eine dritte, beispielhafte erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung in schematischer Ansicht;
6 ein Getriebeschema der in 5 gezeigten Gestaltung;
7 eine vierte, beispielhafte erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung in schematischer Ansicht; und
8 ein Getriebeschema der in 7 gezeigten Gestaltung.
Die 1, 3, 5 und 7 zeigen vier beispielhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstranges 1, der eine jeweilige, beispielhafte erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 aufweist.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 ist dabei zwischen – insbesondere im Drehmomentfluss zwischen – einer Motorwelle 10 und einem Differential 12 angeordnet. Die Motorwelle 10 kann eine Motorwelle einer Brennkraftmaschine im eigentlichen Sinne sein; es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in den Fig. gezeigt Welle 10 eine Welle ist, die – beispielsweise über eine Übersetzungsstufe oder dergleichen – mit der Motorwelle einer Brennkraftmaschine derart gekoppelt ist, dass sie von dieser drehend antreibbar ist.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 weist einen ersten Getriebezweig 14 sowie einen zweiten Getriebezweig 16 auf. Der zweite Getriebezweig 16 ist dabei parallel zu dem ersten Getriebezweig 14 angeordnet bzw. geschaltet. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 weist ferner ein erstes Planetengetriebe 18 sowie ein zweites Planetengetriebe 20 auf. Das erste Planetengetriebe 18 ist in dem ersten Getriebezweig 14 angeordnet.
Das erste Planetengetriebe 18 ist als einfaches Planetengetriebe gestaltet, und weist ein bzw. genau ein Sonnenrad 22 und mehrere Planetenräder 24 auf, sowie einen Planetenträger 26, auf dem die Planetenräder 24 gelagert sind, und ein bzw. genau ein Hohlrad 28.
Das zweite Planetengetriebe 20 ist als Ravigneaux-Getriebe gestaltet und weist somit ein kleines Sonnenrad 30, ein großes Sonnenrad 32, mehrere kurze Planetenräder 34, mehrere lange Planetenräder 36, einen (gemeinsamen) Planetenträger 38 für die kurzen 34 und langen Planetenräder 36 sowie ein Hohlrad 40 auf.
Das Hohlrad 40 des Ravigneaux-Getriebes 20 bildet ein Abtriebs- bzw. Ausgangsteil dieses Ravigneaux-Getriebes 20 bzw. der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2.
Zusätzlich zu seiner Hohlradverzahnung, die als Innenverzahnung ausgebildet ist, weist das Hohlrad 40 des Ravigneaux-Getriebes 20 eine Außenverzahnung 42 auf. Diese Außenverzahnung 42 greift in eine Kette 44 ein, über welche das Hohlrad 40 mit dem Differential 12 gekoppelt ist. Zu diesem Zweck weist das Differential 12 ebenfalls eine Außenverzahnung 46 auf, die in die Kette 44 eingreift.
Eingangsseitig – bzw. im von der Brennkraftmaschine bzw. der Motorwelle 10 zum Differential 12 gesehenen Drehmomentfluss – antriebsseitig weist die Getriebevorrichtung 2 ein Eingangsteil 48 auf. Das Eingangsteil 48 wird in den Gestaltungen gemäß den 1 und 3 jeweils von einem Kupplungsgehäuse und in den Gestaltungen gemäß den 5 und 7 jeweils von einem Wandlergehäuse gebildet. Das Eingangsteil 48 kann mittels der Brennkraftmaschine bzw. der Motorwelle 10 drehend angetrieben werden.
Der erste Getriebezweig 14 sowie der zweite Getriebezweig 16 sind jeweils zwischen dem Eingangsteil 48 und dem von dem Hohlrad 40 des Ravigneaux-Getriebes 20 gebildeten Ausgangsteil angeordnet, und zwar insbesondere im Drehmomentfluss.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 weist ferner eine erste Kopplungseinrichtung 50 sowie eine zweite Kopplungseinrichtung 52 auf. Die erste Kopplungseinrichtung 50 ist dem ersten Getriebezweig 14 zugeordnet; die zweite Kopplungseinrichtung 52 ist dem zweiten Getriebezweig 16 zugeordnet. Die erste Kopplungseinrichtung 50 ist zwischen dem Eingangsteil 48 und dem ersten Getriebezweig 14 vorgesehen bzw. angeordnet, und die zweite Kopplungseinrichtung 52 ist zwischen dem Eingangsteil 48 und dem zweiten Getriebezweig 16 vorgesehen bzw. angeordnet.
Die erste Kopplungseinrichtung 50 ist in den Gestaltungen gemäß den 1 bis 4 als Kupplung, wie beispielsweise Nasskupplung, gestaltet. In den Gestaltungen gemäß den 5 bis 8 ist die erste Kopplungseinrichtung 50 als Drehmomentwandler gestaltet.
Die zweite Kopplungseinrichtung 52 ist in den Gestaltungen gemäß den 1 bis 8 jeweils als Kupplung ausgebildet. Die zweite Kopplungseinrichtung 52 kann beispielsweise eine Nasskupplung sein. Rein beispielhaft sind die erste Kopplungseinrichtung 50 sowie die zweite Kopplungseinrichtung 52 in den Gestaltungen gemäß den 1 bis 4 jeweils als Lamellenkupplung ausgebildet. Die zweite Kopplungseinrichtung 52 ist in der Gestaltung gemäß 5 und 6 als Reibkupplung ausgebildet, und zwar als kolbenbetätigte Reibkupplung. In der Gestaltung gemäß 7 ist die zweite Kopplungseinrichtung 52 ebenfalls als Reibkupplung, hier als Lamellenkupplung, ausgebildet, und zwar als kolbenbetätigte Lamellenkupplung. Dies ist hier so, dass die die zweite Kopplungseinrichtung 52 ausbildende Kupplung von einem abgedichteten Kolben, insbesondere hydraulisch, betätigbar ist.
Mittels der ersten Kopplungseinrichtung 50 kann das Eingangsteil 48 mit dem ersten Getriebezweig 14 derart gekoppelt werden, dass von dem Eingangsteil 48 antriebsseitig in den ersten Getriebezweig 14 ein Drehmoment eingeleitet werden kann; ferner kann mittels der ersten Kopplungseinrichtung 50 diese Kopplung derart gelöst werden, dass vom Eingangsteil 48 in den ersten Getriebezweig 14 antriebsseitig kein Drehmoment übertragen werden kann.
Mittels der zweiten Kopplungseinrichtung 52 kann das Eingangsteil 48 mit dem zweiten Getriebezweig 16 derart gekoppelt werden, dass von diesem Eingangsteil 48 eingangsseitig in den zweiten Getriebezweig 16 ein Drehmoment eingeleitet werden kann; diese Kopplung kann mittels der zweiten Kopplungseinrichtung 52 ferner gelöst werden, so dass von dem Eingangsteil 48 eingangsseitig in den zweiten Getriebezweig 16 kein Drehmoment übertragen werden kann. Die erste Kopplungseinrichtung 50 ist also eingangsseitig bzw. antriebsseitig des ersten Getriebezweigs 14 angeordnet, und die zweite Kopplungseinrichtung 52 ist also eingangsseitig bzw. antriebsseitig des zweiten Getriebezweigs 16 angeordnet.
Die erste Kopplungseinrichtung 50 sowie die zweite Kopplungseinrichtung 52 – bzw. deren jeweilige Eingangsseite – ist mit dem Eingangsteil bzw. dem Kupplungs- bzw. Wandlergehäuse 48 gekoppelt, und zwar insbesondere fest gekoppelt.
Dies ist in der Gestaltung gemäß den 1 bis 4 so, dass die dem ersten Getriebezweig 14 zugeordnete erste Kupplung 50 an dem Kupplungsgehäuse 48 angeordnet ist, und zwar insbesondere deren Eingangsseite, und dass die dem zweiten Getriebezweig 16 zugeordnete zweite Kupplung 52 ebenfalls an diesem Kupplungsgehäuse 48 angeordnet ist, und zwar insbesondere mit ihrer Eingangsseite.
Die Ausgangsseite der ersten Kopplungseinrichtung 50 bzw. der ersten Kupplung 50 (1 bis 4) bzw. des Drehmomentwandlers 50 (5 bis 8) ist mit dem Hohlrad 28 des ersten Planetengetriebes 18 gekoppelt, und zwar insbesondere drehfest gekoppelt. Das Sonnenrad 22 des ersten Planetengetriebes 18 wird – insbesondere fest – an einem Getriebegehäuse 54 der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 gehalten. Anzumerken ist, dass das Eingangsteil 48 bzw. das Kupplungs- bzw. Wandlergehäuse 48 drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse 54 angeordnet ist.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 weist ferner eine erste Schalteinrichtung 56 sowie eine zweite Schalteinrichtung 58 auf. Die erste 56 und die zweite Schalteinrichtung 58 können auch zu einer gemeinsamen Schalteinrichtung kombiniert sein. Die Schalteinrichtungen 56, 58 sind insbesondere für das Einlegen von Gängen bestimmt, bzw. um entsprechende Kopplungen von Teilen der Getriebevorrichtung 2 zu erzeugen bzw. zu lösen. Die unterschiedlichen Gangübersetzungen werden dabei insbesondere durch Ändern der Verbindungen zwischen Ausgangs- und Eingangsseiten erreicht.
Der Planetenträger 26 des ersten Planetengetriebes 18 kann mit einem oder beiden der Sonnenräder 30, 32 des Ravigneaux-Getriebes 20 verbunden werden, und zwar insbesondere mittels der ersten Schalteinrichtung 58 bzw. mittels klauenkupplungsartigen Verbindungsteilen, die mittels einer Schaltwelle oder Schaltwalze 60 angesteuert werden.
Ferner kann – insbesondere mittels der ersten Schalteinrichtung 58 – das große Sonnenrad 32 des Ravigneaux-Getriebes 20 oder der Planetenträger 38 des Ravigneaux-Getriebes 20 mit dem Getriebegehäuse 54 – insbesondere drehfest – gekoppelt werden, und zwar insbesondere mittels der ersten Schalteinrichtung 58.
Die Gestaltung gemäß den 1 und 2 weist ferner eine Synchronisationseinrichtung bzw. einen Synchronsatz 62 auf. Die Synchronisationseinrichtung bzw. der Synchronsatz 62 ist dabei insbesondere Bestandteil der zweiten Schalteinrichtung 58 oder bildet diese. Mittels der Synchronisationseinrichtung 62 bzw. des Synchronsatzes 62 wird die Verbindung der Ausgangsseite der zweiten Kopplungseinrichtung 52 bzw. der zweiten Kupplung 52 mit dem Planetenträger 38 oder dem Hohlrad 40 des zweiten Planetengetriebes 20 gesteuert.
Um eine einfache Betätigung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Schaltwelle bzw. Schaltwalze 60 bei einer Bewegung in ihrer einen (Betätigungs-)Richtung mit Hochschaltungen (der Gänge) korrespondiert und bei einer Bewegung in der entgegen gesetzten (Betätigungs-)Richtung mit Runterschaltungen der Gänge.
Um eine Hochschaltung vom ersten in den zweiten Gang zu erzeugen, kann das Drehmoment von der ersten Kopplungseinrichtung bzw. der ersten Kupplung 50 auf die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung 52 übertragen werden bzw. die erste Kopplungseinrichtung bzw. erste Kupplung 50 zunehmend geöffnet werden, und – insbesondere simultan dazu – die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung 52 zunehmend geschlossen werden. Dabei wird die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung 52 direkt über die Synchronisationseinrichtung bzw. den Synchronsatz 62 mit dem Hohlrad 40 des zweiten Planetengetriebes 20 gekoppelt, welches Hohlrad 40 den Ausgang bzw. das Ausgangsteil des Systems bzw. der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 bzw. des zweiten (Planeten-)Getriebes 20 bildet. Dieses bewirkt eine Momentenauffüllung, während simultan der Motor bzw. die Brennkraftmaschine bzw. die Motorwelle 10 auf die angestrebte Drehzahl für den nächsten Gang runtergezogen wird. Wenn die richtigen Drehzahlen der Bauteile des bzw. der Planetengetriebe erreicht ist, kann die Schaltwelle bzw. Schaltwalze 60 bewegt bzw. gedreht werden, um die Kopplung bzw. Verbindungen für den nächsten Gang zu schaffen.
Um vom dritten in den vierten Gang zu schalten, muss lediglich von der ersten Kopplungseinrichtung bzw. ersten Kupplung 50 auf die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung gewechselt werden, bzw. die erste Kopplungseinrichtung bzw. erste Kupplung 50 geöffnet und die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung 52 geschlossen werden.
Für eine Hochschaltung vom vierten oder fünften Gang sollten bzw. können beide Kopplungseinrichtungen 50, 52 bzw. beide Kupplungen 50, 52 geöffnet werden und der Planetenträger 38 des zweiten Planetengetriebes 20 mit der zweiten Kopplungseinrichtung bzw. zweiten Kupplung 52 – bzw. dessen Ausgangsseite – gekoppelt werden. Dann werden beide Kopplungseinrichtungen 50, 52 bzw. beide Kupplungen 50, 52 wieder geschlossen.
Für eine Runterschaltung wird die Synchronisationseinrichtung bzw. der Synchronsatz 62 entlastet, und die Brennkraftmaschine bzw. der Motor bzw. die Motorwelle 10 beschleunigt bzw. auf Touren bis zu einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl gebracht, die im wesentlichen der Drehzahl der unsynchronisierten Elemente entspricht bzw. an diese angepasst ist. Wenn die Drehzahl erreicht ist, wird die Schaltwelle bzw. Schaltwalze 60 bewegt bzw. gedreht, um die richtigen bzw. entsprechenden Kopplungen zu erzeugen. Gleichzeitig kann bzw. sollte die Synchronisationseinrichtung bzw. der Synchronsatz 62 in eine bzw. entsprechende Stellung für den gewählten Gang gebracht werden.
Bei der Gestaltung gemäß den 1 bis 4 ist ferner ein Zwei-Massen-Schwungrad 64 vorgesehen. Dieses Zwei-Massen-Schwungrad 64 ist dabei insbesondere zwischen der Motorwelle 10 und den Kopplungseinrichtungen 50, 52 bzw. zwischen der Motorwelle 10 und dem Eingangsteil 48 angeordnet. Das Zwei-Massen-Schwungrad 64 verbindet dabei insbesondere den Motor bzw. die Brennkraftmaschine bzw. die Motorwelle 10 mit dem Getriebeeingang.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 bildet mehrere Underdrive-Gänge und mehrere Overdrive-Gänge aus. Für das Wechseln zwischen Underdrive-Gängen bzw. für Schaltungen aus Underdrive-Gängen wirkt die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung dabei insbesondere als Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG). Für das Wechseln zwischen Overdrive-Gängen bzw. für das Schalten aus einem Overdrive-Gang wirkt die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 dabei insbesondere als Automatisiertes Schaltgetriebe. Es kann ferner eine Steuerungseinrichtung 66 vorgesehen sein, die beispielsweise als elektronisches Steuergerät ausgebildet sein kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 66 die Kopplungseinrichtungen 50, 52 und die wenigstens eine Schalteinrichtung 56, 58 ansteuert. Hierzu können beispielsweise – bei einer elektronisch ausgebildeten Steuerungseinrichtung – zwischengeschaltete Bauteile wie Elektromotoren, Pumpen oder dergleichen vorgesehen sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Steuerungseinrichtung 66 derart mit den Kopplungseinrichtungen 50, 52 und der wenigstens einen Schalteinrichtung 56, 58 zusammenwirkt, dass bei wenigstens einem ersten, in der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 schaltbaren Gangwechsel der Wechsel des Ganges von dem jeweiligen Ausgangsgang in den jeweiligen Zielgang zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt, und bei wenigstens einem zweiten, von dem wenigstens einen ersten Gangwechselvorgang verschiedenen Gangwechselvorgang das Wechseln des Ganges von dem jeweiligen Ausgangsgang in den jeweiligen Zielgang mit Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Die in den Figuren gezeigte Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung 2 weist insbesondere sechs Vorwärtsgänge sowie einen Rückwärtsgang auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Getriebezweig 14 den Eingang für den ersten, zweiten, dritten und Rückwärtsgang bildet und der zweite Getriebezweig 16 den Eingang für den vierten, fünften und sechsten Gang bildet, sowie für die Momentenauffüllung während (zugkraftunterbrechungsfreier) Schaltungen.
Wie insbesondere das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt, lassen sich durch – zumindest vorteilhaft weitergebildete – erfindungsgemäße Gestaltungen eine Vielzahl von Vorteilen erreichen. So kann beispielsweise die Getriebelänge gegenüber bekannten Gestaltungen reduziert werden. Dies ist beispielsweise für Fahrzeuge mit Vorderradantrieben von Bedeutung, für die die Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt wird bzw. bestimmt ist. Ferner können die Getriebekosten gegenüber Automatengetrieben reduziert werden. Auch das Gewicht kann gegenüber anderen Getriebegestaltungen verringert werden. Im Vergleich zu konventionellen Automatikgetrieben kann ferner der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Die Momentenauffüllung durch einen direkten Gang erfordert weniger Dissipationsenergie und bewirkt eine bessere Momentenauffüllung als in anderen USG-Getrieben. Auch lassen sich derartige Getriebe einfach konstruieren und herstellen, und zwar insbesondere auch in zur Erstellung von Planetengetrieben ausgestatteten Fertigungsumgebungen.
Die Gestaltung gemäß den 3 und 4 ähnelt im Wesentlichen der Gestaltung gemäß den 1 und 2. Im Gegensatz zu der Gestaltung gemäß den 1 und 2 ist allerdings die Verbindung bzw. die Koppelung zwischen dem Motor bzw. der Brennkraftmaschine bzw. der Motorwelle 10 bzw. der zweiten Kopplungseinrichtung bzw. Kupplung 52 bzw. deren Ausgangsseite und dem Planetenträger 38 des zweiten Planetengetriebes 20 von der Synchronisationseinrichtung bzw. Synchronisationssatz 62 in dem Bereich 68 bzw. in einen Verbindungsbereich mit bzw. an der Schaltwelle bzw. Schaltwalze 60 verlagert. Die Kopplung für den fünften und sechsten Gang wird dabei lediglich über die erste Kopplungseinrichtung bzw. erste Kupplung 50 anstelle über beide Kopplungseinrichtungen bzw. Kupplungen 50, 52 erreicht. Die Gestaltung gemäß den 3 und 4 ist hinsichtlich der Bauraumausnutzung abweichend von der Gestaltung gemäß den 1 und 2 gestaltet.
Die Gestaltung gemäß den 5 und 6 ist ähnlich der Gestaltung gemäß den 1 und 2. Die Gestaltung gemäß den 5 und 6 unterscheidet sich von der Gestaltung gemäß den 1 und 2 allerdings dadurch, dass die erste Kopplungseinrichtung 50 dort als Drehmomentwandler gestaltet ist bzw. die erste Kupplung 50 durch einen Drehmomentwandler 50 ersetzt ist. Bei der Gestaltung gemäß den 5 und 6 ist ferner das Zwei-Massen-Schwungrad 64 nicht gegeben, und ein Dämpfer 70 stattdessen an der Ausgangsseite der zweiten Kopplungseinrichtung bzw. Kupplung 52 vorgesehen. Die zweite Kupplung 52 ist hier für eine Abweichung von der zweiten Kupplung 52 gemäß der Gestaltung gemäß den 1 und 2 ausgebildet, und zwar insbesondere derart, dass ein Reibbelag mittels eines Kolbens gegen das Eingangsteil bzw. Kupplungs- bzw. Wandlergehäuse 48 für das Schließen der Kupplung gedrückt wird. Ferner ist bei der Gestaltung gemäß den 5 und 6 das erste Planetengetriebe 18 im Vergleich zur Gestaltung gemäß den 1 und 2 innerhalb bzw. radial innerhalb des Drehmomentwandlers 50 bzw. der ersten Kopplungseinrichtung 50 bzw. innerhalb des Wandlergehäuses 48 angeordnet. Die Kopplungen bzw. Kopplungsmöglichkeiten bleiben im Wesentlichen aber so, wie es anhand der 1 erläutert wurde.
Die Gestaltung gemäß den 5 und 6 hat gegenüber der Gestaltung gemäß den 1 und 2 den Vorteil, dass die Getriebelänge weiter reduziert wird, eine ruhigere bzw. glattere Start- bzw. Anfahrcharakteristik ermöglicht wird, eine Drehmomenterhöhung während des Anfahrens bzw. Starts ermöglicht wird sowie eine preisgünstigere Gestaltung bewirkt wird, bzw. Vorgenanntes grundsätzlich möglich ist.
Die Gestaltung gemäß den 7 und 8 entspricht im Wesentlichen der Gestaltung gemäß den 5 und 6. Im Unterschied zur Gestaltung gemäß den 5 und 6 ist bei der Gestaltung gemäß den 7 und 8 allerdings vorgesehen, dass die zweite Kopplungseinrichtung bzw. zweite Kupplung 52 eine Kupplung mit abgedichtetem Kolben ist. Die Gestaltung gemäß den 7 und 8 weist gegenüber der Gestaltung gemäß den 5 und 6 den Vorteil einer verbesserten Drehmomentkapazität und einer besseren Steuerbarkeit der Kupplung auf.
Anzumerken ist, dass – insbesondere bei den Ausführungsbeispielen – das Ravigneaux-Getriebe in Lepelletier-Bauweise ausgestaltet ist. Dieses kann beispielsweise so sein, wie es in der US 5,106,352 offenbart ist, auf die diesbezüglich Bezug genommen wird und die diesbezüglich zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.
Es kann – insbesondere alternativ – auch vorgesehen sein, dass das eine Planetengetriebe, wie beispielsweise das erste Planetengetriebe 18, ein einfaches Planetengetriebe ist und das andere Planetengetriebe, insbesondere zweite Planetengetriebe 20, ein zusammengesetztes Planetengetriebe ist.
In vorteilhafter Gestaltung kann bzw. wird ein erfindungsgemäßes Verfahren in bzw. mittels einer Vorrichtung 1 oder 2 gemäß einem der anhand der 1 bis 8 erläuterten Ausführungsbeispiele ausgeführt.
Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, wird es zumindest durch bevorzugte Gestaltungen der Erfindung ermöglicht, die erforderliche Getriebelänge bei mehreren Gängen aufweisenden Automatisierten Getriebe zu verkürzen. Bei den Ausführungsbeispielen hat das Getriebe in vorteilhafter Ausgestaltung eine Getriebelänge, die zwischen 50 und 80 mm kürzer als bei einem vergleichbaren Parallelschaltgetrieben bekannter Art ist, wobei das genaue Maß vom konkreten Layout abhängt. Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Gestaltungen sind insbesondere zwischen 110 und 150 mm kürzer als vergleichbare konventionelle Sechsgang-Automatikgetriebe. Gemäß den Ausführungsbeispielen ist insbesondere eine doppelte Eingangsgestaltung mit Planetengetrieben verwendet, um die gewünschten Übersetzungen zu erhalten. Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Gestaltungen können insbesondere so sein, dass sie Hochschaltungen vom ersten in den zweiten Gang entsprechend einem USG, Schaltungen aus dem dritten Gang entsprechend einem PSG und Schaltungen aus dem vierten und fünften Gang gemäß einem ASG ermöglichen.
Wie insbesondere die Ausführungsbeispiele zeigen, weist die erfindungsgemäße Gestaltung ein Getriebe auf, das als USG in den Underdrive-Gängen funktioniert und eine Momentenauffüllung für eine komfortables Empfinden des Fahrer (beim Gangwechsel) erfordert bzw. bereitstellt bzw. ermöglicht und als ASG für die Overdrive-Gänge funktioniert, in denen eine Momentenauffüllung aufgrund der geringen Drehzahl- bzw. Beschleunigungsänderungen nicht erforderlich ist. Die Gestaltung verwendet Planetengetriebe, die mit zwei Eingangsdrehmomentpfaden gekoppelt sind. Einer dieser Pfade kann beispielsweise entweder mit einer Nasskupplung oder einem Drehmomentwandler gekoppelt sein. Der andere dieser Pfade kann beispielsweise mit einer Nasskupplung gekoppelt sein. Der erste Pfad ist dabei insbesondere der Eingangspfad für die Gänge 1, 2, 3 und "rückwärts". Der zweite Pfad ist dabei insbesondere der Eingangspfad für die Gänge 4, 5 und 6 sowie für die Momentenauffüllung während Gangwechseln.

1: Kraftfahrzeugantriebsstrang
2: Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung
10: Motorwelle
12: Differential
14: erster Getriebezweig von 2
16: zweiter Getriebezweig von 2
18: erstes Planetengetriebe, einfaches Planetengetriebe
20: zweites Planetengetriebe, Ravigneaux-Getriebe
22: Sonnenrad von 18
24: Planetenrad von 18
26: Planetenträger von 18
28: Hohlrad von 18
30: kleines Sonnenrad von 20
32: großes Sonnenrad von 20
34: kurzes Planetenrad von 20
36: langes Planetenrad von 20
38: Planetenträger für 34, 36 von 20
40: Hohlrad von 20
42: Außenverzahnung von 40
44: Kette
46: Außenverzahnung
48: Eingangsteil, Kupplungs- bzw. Wandlergehäuse
50: erste Kopplungseinrichtung
52: zweite Kopplungseinrichtung
54: Getriebegehäuse
56: erste Schalteinrichtung
58: zweite Schalteinrichtung
60: Schaltwelle bzw. Schaltwalze
62: Synchronisationseinrichtung bzw. Synchronsatz
64: Zwei-Massen-Schwungrad
66: Steuerungseinrichtung
68: Bereich
70: Dämpfer

Claims

Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, die insbesondere mehrere Underdrive-Gänge und mehrere Overdrive-Gänge ausbildet, und die einen ersten Getriebezweig (14) sowie einen zweiten, parallel zum ersten Getriebezweig (14) geschalteten zweiten Getriebezweig (16) aufweist, sowie eine eingansseitig dieses ersten Getriebezweigs (14) angeordnete erste Kopplungseinrichtung (50) für das wahlweise Erzeugen und Lösen einer eingangsseitigen Kopplung des ersten Getriebezweigs (14) für eine Drehmomentübertragung und eine eingansseitig dieses zweiten Getriebezweigs (16) angeordnete zweite Kopplungseinrichtung (52) für das wahlweise Erzeugen und Lösen einer eingangsseitigen Kopplung des zweiten Getriebezweigs (16) für eine Drehmomentübertragung, wobei die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) ferner ein erstes Getriebe, insbesondere erstes Planetengetriebe (18), und ein zweites Getriebe, insbesondere zweites Planetengetriebe (20), aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) für das Wechseln von und/oder zwischen Gängen, insbesondere Underdrive-Gängen, als Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG) und für das Wechseln von und/oder zwischen Gängen, insbesondere Overdrive-Gängen, als Automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) ausgebildet ist bzw. wirkt.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit – einem Eingangsteil (48); – einem Ausgangsteil (40); – einem zwischen diesem Eingangsteil (48) und diesem Ausgangsteil (40) vorgesehenen ersten Getriebezweig (14); – einem zwischen diesem Eingangsteil (48) und diesem Ausgangsteil (40) vorgesehenen zweiten Getriebezweig (16), der parallel zu dem ersten Getriebezweig (14) geschaltet ist; – einem ersten Getriebe, das insbesondere ein erstes Planetengetriebe (18) ist, das in dem ersten Getriebezweig (14) vorgesehen ist; – einer zwischen dem Eingangsteil (48) und dem ersten Getriebezweig (14) vorgesehenen ersten Kopplungseinrichtung (50) für das wahlweise Erzeugen und Lösen einer Kopplung für eine Drehmomentübertragung; – einer zwischen dem Eingangsteil (48) und dem zweiten Getriebezweig (16) vorgesehenen zweiten Kopplungseinrichtung (52) für das wahlweise Erzeugen und Lösen einer Kopplung für eine Drehmomentübertragung; – wenigstens einer Schalteinrichtung (56, 58) für das Ein- und Auslegen von Gängen; – wenigstens einer Steuerungseinrichtung (66) für die Ansteuerung der Kopplungseinrichtungen (50, 52) und der wenigstens einen Schalteinrichtung (56, 58); wobei die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) eine Vielzahl von Gängen ausbildet; und wobei die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) zusätzlich zum ersten Getriebe, insbesondere ersten Planetengetriebe (18), ein zweites Getriebe, insbesondere zweites Planetengetriebe (20), ausbildet, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Steuerungseinrichtung (66) derart mit den Kopplungseinrichtungen (50, 52) und der wenigstens einen Schalteinrichtung (56, 58) zusammenwirkt, dass bei wenigstens einem ersten, in der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) schaltbaren Gangwechselvorgang das Wechseln des Ganges von dem jeweiligen Ausgangsgang in den jeweiligen Zielgang zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt, und bei wenigstens einem zweiten, von dem wenigstens einen ersten Gangwechselvorgang verschiedenen Gangwechselvorgang das Wechseln des Ganges von dem jeweiligen Ausgangsgang in den jeweiligen Zielgang mit Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie bei dem wenigstens einen ersten Gangwechselvorgang als Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG) wirkt und bei dem wenigstens einen zweiten Gangwechselvorgang als Automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) wirkt.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebe (18) als einfaches Planetengetriebe gestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Planetengetriebe (20) als Planetengetriebe mit zweistufigen Planetenradsätzen gestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Planetengetriebe (20) als Ravigneaux-Getriebe gestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (26) des ersten Planetengetriebes (18) relativverdrehbar gegenüber dem kleinen Sonnenrad (30) des Ravigneuaux-Getriebes und relativverdrehbar gegenüber dem großen Sonnenrad (32) des Ravigneuaux-Getriebes gelagert ist, und dass dieser Planetenträger (26) des ersten Planetengetriebes (18) mittels der wenigstens einen Schalteinrichtung (56, 58) wahlweise mit einem des kleinen (30) bzw. großen Sonnenrades (32) oder mit beiden Sonnenrädern (30, 32) drehfest koppelbar ist, und dass die dem zweiten Getriebezweig (16) zugewandte Ausgangsseite der zweiten Kopplungseinrichtung (52) relativverdrehbar gegenüber dem Planetenträger (38) des zweiten Planetengetriebes (20) ist und mittels der wenigstens einen Schalteinrichtung (56, 58) drehfest mit diesem Planetenträger (38) des zweiten Planetengetriebes (20) koppelbar ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitstellt, wobei beim Betrieb der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) im ersten Gang, im zweiten Gang, im dritten Gang sowie im Rückwärts-Gang jeweils ein Drehmoment über die erste Kopplungseinrichtung (50) übertragen wird, und wobei beim Betrieb der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) im vierten, fünften und sechsten Gang sowie während eines zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels jeweils ein Drehmoment über die zweite Kopplungseinrichtung (52) übertragen wird.
Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine, einer von dieser Brennkraftmaschine antreibbaren Motorwelle (10), und ferner mit einem Differential (12) und mit einer zwischen dieser Motorwelle (10) und diesem Differential (12) vorgesehenen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass, diese Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Verfahren zum Wechseln von Gängen einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2), und insbesondere einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) eine Vielzahl von – insbesondere gestuften – Gängen (mit jeweils vorbestimmten Übersetzungen) bereitstellt, mit den Schritten: – Identifizieren des in der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) aktuell eingelegten Ausgangsganges sowie des aktuell einzulegenden Zielganges; – Wechseln des in der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung (2) eingelegten Ganges von dem Ausgangsgang in den Zielgang, wobei ein Teil solcher Gangwechselvorgänge derart gesteuert wird, dass der jeweils betreffende Gangwechselvorgang zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt, und wobei ein anderer Teil solcher Gangwechselvorgänge derart gesteuert wird, dass der betreffende Gangwechselvorgang mit Zugkraftunterbrechung erfolgt, wobei in Abhängigkeit zumindest eines der beiden Gänge, die den aktuellen Ausgangsgang und den aktuelle Zielgang bilden, festgelegt wird, ob der Gangwechselvorgang von diesem aktuell eingelegten Ausgangsgang in diesen aktuellen Zielgang mit Zugkraftunterbrechung oder zugkraftunterbrechungsfrei angesteuert wird.