DE102007047671A1

DE102007047671A1 - Doppelkupplungsgetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102007047671A1
Application number: DE102007047671A
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr.-Ing. Gitt; Detlef Dipl.-Ing. Schnitzer; Alexander Dr.-Ing. Weidler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-09
Also published as: WO2009046807A2; US20100218643A1; WO2009046807A3; US8408084B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe (10) und mit einer Nachschaltgruppe (11). Es wird vorgeschlagen, dass die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Kopplungsvorrichtung (12) umfasst, die dazu vorgesehen ist, ein Hauptgruppengetriebeelement der Hauptgruppe (10) mit einem Nachschaltgruppengetriebeelement der Nachschaltgruppe (11) zu koppeln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 044 068 A1 ist bereits eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe und mit einer Nachschaltgruppe bekannt, bei der Getriebegänge einer Gruppe der Nachschaltgruppe untereinander lastschaltbar sind, bei dem jedoch bei einem Wechsel in eine andere Gruppe der Nachschaltgruppe eine Zugkraftunterbrechung auftritt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung bereitzustellen, bei der ein Wechsel der Gruppe unter Last möglich ist. Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe und mit einer Nachschaltgruppe.
Es wird vorgeschlagen, dass die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Kopplungsvorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, ein Hauptgruppengetriebeelement der Hauptgruppe mit einem Nachschaltgruppengetriebeelement der Nachschaltgruppe zu koppeln. Mittels einer solchen Kopplungsvorrichtung kann einfach eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung realisiert werden, bei der unter Last zwischen zwei Gruppen der Nachschaltgruppe gewechselt werden kann. Unter einer „Doppelkupplungsgetriebevorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kombination aus einer Hauptgruppe mit zwei eingangsseitigen Lastschaltkupplungen und einer Nachschaltgruppe verstanden werden, wobei die Hauptgruppe Hauptgruppengetriebegänge aufweist, die durch die Nachschaltgruppe vorteilhaft gespreizt werden, indem die Nachschaltgruppe ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Hauptgruppengetriebeausgangswelle und einer Abtriebswelle verändert. Durch die Nachschaltgruppe ergibt sich insbesondere eine Anzahl von Getriebegängen, die doppelt so groß ist wie eine Anzahl der Hauptgruppengetriebegänge. Die Getriebegänge lassen sich in eine untere Gruppe, die durch die Hauptgruppengetriebegänge bei einer kurzen Übersetzung der Nachschaltgruppe gebildet wird, und eine obere Gruppe, die durch die Hauptgruppengetriebegänge bei einer langen Übersetzung der Nachschaltgruppe gebildet wird, aufteilen.
Ist das Hauptgruppengetriebeelement als ein Gangrad ausgebildet, kann die Hauptgruppe vorteilhaft mit der Nachschaltgruppe zum Gruppenwechsel unter Last verbunden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Nachschaltgruppe ein Planetenradgetriebe umfasst. Mittels eines Planetenradgetriebes kann eine besonders einfach ausgestaltete Nachschaltgruppe realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist das Nachschaltgruppengetriebeelement, mit dem das Hauptgruppengetriebeelement koppelbar ist, als ein Planetenradträger ausgebildet. Dadurch kann eine weitere Kopplungsvorrichtung, die zum Wechsel der Gruppe vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebsmodus lastfrei geschaltet werden, wodurch der Gruppenwechsel insbesondere unter Last einfach möglich ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine drehfest mit dem Nachschaltgruppengetriebeelement verbundene Doppelkupplungsgetriebeabtriebswelle umfasst. Dadurch kann ein Antriebsmoment vorteilhaft aus der Doppelkupplungsgetriebevorrichtung ausgeleitet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung zwei gleichzeitig bildbare Getriebegänge aufweist, wobei einer der Getriebegänge einer unteren Gruppe der Nachschaltgruppe und einer der Getriebegänge einer oberen Gruppe der Nachschaltgruppe zuordenbar ist. Dadurch kann besonders einfach zwischen den Gruppen gewechselt werden. Unter einem „gebildeten" Getriebegang soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der Getriebegang entsprechend einer Schaltlogik durch Kopplungsvorrichtungen gebildet ist, die zugehörige Lastschaltkupplung jedoch noch geöffnet ist, weshalb über den Getriebegang kein Antriebsmoment übertragbar ist. Unter einem „geschalteten" Getriebegang soll ein gebildeter Getriebegang verstanden werden, bei dem die entsprechende Lastschaltkupplung geschlossen ist und über den ein Antriebsmoment übertragbar ist.
Vorteilhafterweise sind der Getriebegang der unteren Gruppe und der Getriebegang der oberen Gruppe gleichzeitig schaltbar. Dadurch kann wahlweise einer von beiden Getriebegängen ausgewählt werden, der anschließend geschalten bleibt, während der andere Getriebegang getrennt wird. Unter „gleichzeitig schaltbar" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Antriebsmoment über die Getriebegänge parallel übertragen werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass einer der Getriebegänge mittels des Hauptgruppengetriebeelements bildbar ist. Dadurch kann die Kopplungsvorrichtung einfach zum Gruppenwechsel verwendet werden.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebegänge eine gleiche Übersetzung aufweisen. Dadurch ist ein Wechsel der Gruppe unter Beibehaltung der Kraftübertragung über eine Lastschaltkupplung realisierbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass den Getriebegängen unterschiedliche Lastschaltkupplungen zuordenbar sind. Dadurch kann besonders einfach über einen Wechsel der Lastschaltkupplung die Gruppe gewechselt werden. Vorteilhafterweise ist dabei der Getriebegang der oberen Gruppe als ein Anschlussgang zu dem Getriebegang der unteren Gruppe ausgeführt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
1 zeigt eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe 10 und einer Nachschaltgruppe 11. Die Hauptgruppe 10 weist sechs Zahnradebenen E1, E2, Z1/2, Z3, Z4, ZR auf, in denen Gangradpaare angeordnet sind. Mittels der Hauptgruppe 10 können Hauptgruppengetriebegänge V1–V5, R1 gebildet werden, von denen fünf Hauptgruppengetriebegänge V1–V5 als Hauptgruppenvorwärtsgetriebegänge und ein Hauptgruppengetriebegang R1 als ein Hauptgruppenrückwärtsgetriebegang aus gebildet sind. Zumindest die Hauptgruppengetriebegänge V1–V5 sind untereinander lastschaltbar.
Die Nachschaltgruppe 11 weist ein Planetenradgetriebe 14 mit drei Nachschaltgruppengetriebeelementen auf. Das erste Nachschaltgruppengetriebeelement ist durch einen Planetenradträger 15 gebildet, der drehfest mit einer Doppelkupplungsgetriebeabtriebswelle 16 verbunden ist. Das zweite Nachschaltgruppengetriebeelement ist durch ein Sonnenrad 17 gebildet, das drehfest mit einer Hauptgruppengetriebeausgangswelle 20 verbunden ist. Das dritte Nachschaltgruppengetriebeelement, das durch ein Hohlrad 18 gebildet ist, ist über eine Kopplungsvorrichtung 21 wahlweise mit dem Planetenradträger 15 oder einem Getriebegehäuse 19 verbindbar.
Mittels der Kopplungsvorrichtung 21 kann ein Übersetzungsverhältnis der Nachschaltgruppe 11 eingestellt werden. Insbesondere können durch die Nachschaltgruppe 11 zwei Übersetzungsverhältnisse zwischen der Hauptgruppengetriebeausgangswelle 20 und der Doppelkupplungsgetriebeabtriebswelle 16 gebildet werden, wodurch sich für die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Anzahl von Getriebegängen V1L–V5L, V1H–V5H ergibt, die insbesondere doppelt so groß ist wie eine Anzahl der Hauptgruppengetriebegänge V1–V5. Dabei sind die Getriebegänge V1L–V5L, die mittels einer kurzen Übersetzung der Nachschaltgruppe 11 gebildet werden, einer unteren Gruppe der Nachschaltgruppe 11 zugeordnet und die Getriebegänge V1H–V5H, die mittels einer langen Übersetzung der Nachschaltgruppe 11 gebildet werden, einer oberen Gruppe der Nachschaltgruppe 11.
Die untere Gruppe wird gebildet, indem in der Nachschaltgruppe 11 das Hohlrad 18 über die Kopplungsvorrichtung 21 gegen das Getriebegehäuse 19 abgestützt wird. Die obere Gruppe wird gebildet, indem in der Nachschaltgruppe 11 das Hohlrad 18 ü ber die Kopplungsvorrichtung 21 drehfest mit dem Planetenradträger 15 verbunden wird und das Planetenradgetriebe 14 als ein verblocktes Umlaufgetriebe betrieben wird.
Die Hauptgruppengetriebeausgangswelle 20 der Hauptgruppe 10 ist drehfest mit dem Sonnenrad 17 der Nachschaltgruppe 11 verbunden. Um einen lastschaltbaren Wechsel zwischen den Gruppen zu realisieren, ist zwischen einem Gangrad 13 der Hauptgruppe 10, das für die Bildung der zwei Hauptgruppengetriebegänge V1, V2 vorgesehen ist, und dem Planetenradträger 15 der Nachschaltgruppe 11 eine Kopplungsvorrichtung 12 angeordnet, über die das Gangrad 13 mit dem Planetenradträger 15 gekoppelt werden kann.
In einem Betriebsmodus, in dem ein geschalteter Getriebegang V1L–V5H beibehalten wird oder in dem ein Getriebegang V1L–V5H mittels der Hauptgruppe 10 über die Hauptgruppengetriebegänge V1–V5 gewechselt wird, wird ein Antriebsmoment über die Hauptgruppengetriebeausgangswelle 20 zu der Nachschaltgruppe 11 übertragen. Die Kopplungsvorrichtung 12 ist in diesem Betriebsmodus geöffnet.
In einem Betriebsmodus, in dem unter Last von einer Gruppe in die andere Gruppe geschaltet werden soll, werden ein Getriebegang V5L der unteren Gruppe und ein Getriebegang V1H der oberen Gruppe gleichzeitig gebildet, indem in die Hauptgruppe 10 die entsprechenden Kopplungsvorrichtungen einer Schaltlogik entsprechend gekoppelt werden. Der Getriebegang ViH der oberen Gruppe wird dabei über das Gangrad 13 gebildet, das in diesem Betriebsmodus über die Kopplungsvorrichtung 12 mit dem Planetenträger 15 verbunden ist. Der Getriebegang V5L der unteren Gruppe wird mittels eines direkten Hauptgruppengetriebegangs V5 gebildet. Beide Getriebegänge V5H, V1L weisen aufgrund der Übersetzungsverhältnisse in der Hauptgruppe 10 und der Nachschaltgruppe 11 eine gleiche Übersetzung auf, wodurch eine Anzahl effektiv bildbarer Getriebegänge, d. h. Getriebegänge mit einem unterschiedlichen Übersetzungsverhältnis, um einen Getriebegang reduziert wird. Durch ein Schließen einer den Getriebegängen V5L, V1H zugeordneten Lastschaltkupplung K1 werden beide Getriebegänge V5L, V1H gleichzeitig geschaltet.
Weiter wird in diesem Betriebsmodus das Gangrad 13 über die Kopplungsvorrichtung 12 mit dem Planetenradträger 15 gekoppelt. Durch die Kopplung des Gangrads 13 mit dem Planetenradträger 15 ist die Nachschaltgruppe 11 lastfrei, und innerhalb der Nachschaltgruppe 11 kann mittels der Kopplungsvorrichtung 21 ohne eine Lastunterbrechung zwischen den Getriebegängen V5L, V1H bzw. den Gruppen gewechselt werden. Die Lastschaltkupplung K1, über die das Antriebsmoment übertragen wird, wird dabei beibehalten.
Alternativ kann einer der ersten Getriebegänge V1H, V2H der oberen Gruppe als ein Anschlussgang eines der letzten Getriebegänge V4L, V5L der unteren Gruppe ausgebildet werden. Die beiden Getriebegänge V4L, V1H, bzw. V5L, V2H sind unterschiedlichen Lastschaltkupplungen K1, K2 zugeordnet. Durch die Ankopplung des Gangrads 13 an den Planetenradträger 15 ist die Kopplungsvorrichtung 12 lastfrei schaltbar, wodurch ein Gruppenwechsel in der Nachschaltgruppe 11 ohne Lastunterbrechung schaltbar ist. Ein Wechsel der Gruppen unter Last erfolgt dann über einen Wechsel der Lastschaltkupplungen K1, K2, indem eine Lastschaltkupplung K1, K2, geöffnet wird, während die andere Lastschaltkupplung K2, K1 geschlossen wird. Dabei kann zum Wechsel der Gruppe sowohl ein Wechsel von dem Getriebegang V4L in den Getriebegang V1H als auch ein Wechsel von dem Getriebegang V5L in den Getriebegang V2H vorgesehen werden. Bei beiden Strategien reduziert sich die Anzahl effektiver Getriebegänge um einen Getriebegang.
Grundsätzlich kann eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung, bei der unter Last von einer Gruppe in eine andere Gruppe geschalten werden kann, mit beliebigen Hauptgruppen mit zumindest zwei eingangsseitigen Lastschaltkupplungen erreicht werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass die untere Gruppe der Nachschaltgruppe gebildet wird, indem in der Nachschaltgruppe das Hohlrad über die Kopplungsvorrichtung gegen das Getriebegehäuse abgestützt wird, und dass die obere Gruppe gebildet wird, indem in der Nachschaltgruppe das Hohlrad über die Kopplungsvorrichtung drehfest mit dem Planetenradträger verbunden wird und das Getriebe als ein verblocktes Umlaufgetriebe betrieben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005044068 A1 [0002]

Claims

Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe (10) und mit einer Nachschaltgruppe (11), gekennzeichnet durch eine Kopplungsvorrichtung (12), die dazu vorgesehen ist, ein Hauptgruppengetriebeelement der Hauptgruppe (10) mit einem Nachschaltgruppengetriebeelement der Nachschaltgruppe (11) zu koppeln.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgruppengetriebeelement als ein Gangrad (13) ausgebildet ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschaltgruppe (11) ein Planetenradgetriebe (14) umfasst.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachschaltgruppengetriebeelement als ein Planetenradträger (15) ausgebildet ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drehfest mit dem Nachschaltgruppengetriebeelement verbundene Doppelkupplungsgetriebeabtriebswelle (16).
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei gleichzeitig bildbare Getriebegänge (V4L, V5L, V1H, V2H), wobei einer der Getriebegänge (V4L, V5L) einer unteren Gruppe der Nachschaltgruppe (11) und einer der Getriebegänge (V1H, V2H) einer oberen Gruppe der Nachschaltgruppe (11) zuordenbar ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebegang (V4L, V5L) der unteren Gruppe und der Getriebegang der oberen Gruppe (V1H, V2H) gleichzeitig schaltbar sind.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Getriebegänge (V1H, V2H) mittels des Hauptgruppengetriebeelements bildbar ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebegänge (V5L, V1H) eine gleiche Übersetzung aufweisen.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Getriebegängen (V4L, V1H, V5L, V2H) unterschiedliche Lastschaltkupplungen (K1, K2) zuordenbar sind.
Verfahren für eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit einer Hauptgruppe (10) und mit einer Nachschaltgruppe (11), insbesondere eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, ein Hauptgruppengetriebeelement der Hauptgruppe (10) mit einem Nachschaltgruppengetriebeelement der Nachschaltgruppe (11) gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Getriebegänge(V4L, V5L, V1H, V2H), wobei einer der Getriebegänge (V4L, V5L) einer unteren Gruppe der Nachschaltgruppe (11) und einer der Getriebegänge (V1H, V2H) einer oberen Gruppe der Nachschaltgruppe (11) zuordenbar ist, gleichzeitig gebildet und/oder geschalten werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Wechsel von einem der Getriebegänge in den anderen der Getriebegänge eine Lastschaltkupplung (K1, K2) gewechselt wird.