DE102009029917B4 - Vehicle with two transmissions - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug (1) mit einem Antrieb (2), mit zwei separaten Fahrstufengetrieben (3), mit zwei Kupplungen (4) zum unabhängigen Kuppeln der Fahrstufengetriebe (3) mit dem Antrieb (2) und mit einer Steuereinrichtung (5) zur Steuerung der Kupplungen (4) und/oder Fahrstufengetriebe (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) so ausgebildet ist, dass beide Fahrstufengetriebe (3) nur gleichzeitig oder nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls mit dem Antrieb (2) kuppelbar sind oder dass bei Überschreiten eines vorbestimmten oder einstellbaren Moments und/oder einer vorbestimmten Drehzahl des Antriebs (2) beide Kupplungen (4) schließen, und/oder dass nur gleiche Fahrstufen der Fahrstufengetriebe (3) wählbar sind, und/oder dass bei Eingriff nur einer Kupplung (4) das maximale Moment des Antriebs (2) reduziert ist oder wird.Vehicle (1) with a drive (2), with two separate speed gears (3), with two clutches (4) for the independent coupling of the speed gears (3) with the drive (2) and with a control device (5) for controlling the clutches (4) and / or speed step transmission (3), characterized in that the control device (5) is designed so that both speed step transmissions (3) can only be coupled to the drive (2) at the same time or only within a predetermined time interval, or that when exceeded a predetermined or adjustable torque and / or a predetermined speed of the drive (2) both clutches (4) close, and / or that only the same gear steps of the gearbox (3) can be selected, and / or that when only one clutch (4) is engaged the maximum torque of the drive (2) is or will be reduced.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a vehicle according to the preamble of
In herkömmlichen am Markt befindlichen Fahrzeugen wird derzeit nur ein Fahrstufengetriebe verbaut. Auch bei der Realisierung von allradgetriebenen Fahrzeugen wird üblicherweise nur ein Fahrstufengetriebe verbaut, welches über weitere Verteilergetriebe, das bereits übersetzte Antriebsmoment (Motormoment) an die Räder weiterleitet.In conventional vehicles currently on the market, only one speed-step transmission is currently installed. Also in the realization of all-wheel drive vehicles usually only one CV transmission is installed, which forwards via further transfer case, the already translated drive torque (engine torque) to the wheels.
Aus der
Aus der
Die
Die
Die Fahrstufengetriebe sind unterschiedlich übersetzt bzw. weisen unterschiedliche Fahrstufen auf.The speed-step transmissions are translated differently or have different speeds.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug anzugeben, das für besonders hohe Antriebsleistungen und -momente ausgelegt ist, wobei aber kostengünstige Getriebe einsetzbar sind.The present invention has for its object to provide a vehicle that is designed for very high drive power and torque, but inexpensive gear can be used.
Die obige Aufgabe wird durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above object is achieved by a vehicle according to
Es wird ein Fahrzeug mit einem Antrieb, mit zwei separaten Fahrstufengetrieben, mit zwei Kupplungen zum unabhängigen Kuppeln der Fahrstufengetriebe mit dem Antrieb und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Kupplungen und/oder Fahrstufengetriebe vorgeschlagen.The proposal is for a vehicle with a drive, with two separate gear boxes, with two clutches for independent coupling of the gear units to the drive and with a control device for controlling the clutches and / or the epicyclic gears.
Vorzugsweise werden die beiden Fahrstufengetriebe über eine Steuereinrichtung so gesteuert, dass gleichzeitig oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nur die gleichen Fahrstufen eingelegt werden. Während eines Anfahr- oder Schaltvorganges werden die Kupplungen vorzugsweise so gesteuert, dass sie gleichzeitig oder innerhalb eines vorgegebenen (kurzen) Zeitintervalls kuppeln. Die Steuerung und/oder Überwachung der Schalt- und Kuppelvorgänge erfolgt vorzugsweise durch eine gemeinsame Steuereinrichtung.The two speed-step transmissions are preferably controlled via a control device such that only the same speed steps are engaged simultaneously or within a predetermined time interval. During a start-up or shifting operation, the clutches are preferably controlled to couple simultaneously or within a predetermined (short) time interval. The control and / or monitoring of the switching and dome operations is preferably carried out by a common control device.
Es ist generell anzumerken, dass unter dem Begriff ”Antriebsmoment” das Drehmoment des Antriebs, also insbesondere das Drehmoment des Motors, auch kurz Motormoment genannt, zu verstehen ist.It is generally to be noted that the term "drive torque" is understood to mean the torque of the drive, that is to say in particular the torque of the motor, also called motor torque for short.
Vorzugsweise ist oder wird bei Eingriff nur einer Kupplung das maximale Antriebsmoment reduziert. Somit wird vermieden, dass das gesamte Antriebsmoment auf nur ein Fahrstufengetriebe geleitet und dieses durch das hohe Antriebsmoment beschädigt wird.Preferably, when engaging only one clutch, the maximum drive torque is or is reduced. This avoids that the entire drive torque is directed to only one step transmission and this is damaged by the high drive torque.
Vorzugsweise schließen bei Überschreiten eines vorbestimmten oder einstellbaren Antriebsmoment und/oder einer vorbestimmten oder einstellbaren Drehzahl des Antriebs beide Kupplungen. So kann vermieden werden, dass bei einem hohen Antriebsmoment, wie es bei dem Fahrzeug vorzugsweise vorgesehen ist, eine einzige Kupplung und/oder ein einzelnes Fahrstufengetriebe überlastet werden kann. Vielmehr wird das (zu hohe) Antriebsmoment durch das Schließen beider Kupplungen immer auf beide Antriebstränge und beide Fahrstufengetriebe verteilt.Preferably, both clutches close when exceeding a predetermined or adjustable drive torque and / or a predetermined or adjustable speed of the drive. So can be avoided that at a high drive torque, as is preferably provided in the vehicle, a single clutch and / or a single epicyclic gearbox can be overloaded. Rather, the (too high) drive torque is always distributed by closing both clutches on both drive trains and both CVT.
Vorzugsweise werden schaltbare und/oder im geschlossenen Zustand schlupffreie Kupplungen zum Kuppeln der beiden Fahrstufengetriebe mit dem Antrieb eingesetzt. Dies gestattet insbesondere bei hohen Leistungen eine sehr effektive Übertragung des Antriebsmoments.Switchable and / or slip-free couplings in the closed state are preferably used for coupling the two speed-step transmissions to the drive. This allows a very effective transmission of the drive torque, especially at high power.
Bei manueller Betätigung der Kupplungen oder der Fahrstufengetriebe, werden diese vorzugsweise über jeweils ein gemeinsames Element betätigt. Der Fahrer kann beispielsweise zum Schalten über ein Bedienelement beide Fahrstufengetriebe gleichzeitig ansteuern.With manual actuation of the clutches or the epicyclic gearboxes, these are preferably actuated via a respective common element. For example, the driver can control both speed-step transmissions simultaneously by switching over an operating element.
Vorzugsweise ist jedes Fahrstufengetriebe einer Achse zugeordnet. Ein Fahrstufengetriebe übersetzt das Antriebsmoment auf die Vorderachse, das andere übersetzt das Antriebsmoment auf die Hinterachse. Die Positionierung vor, auf oder hinter der Achse beschränkt sich dabei auf die rein konstruktive Auslegung, nicht aber auf die Funktionsweise.Preferably, each epicyclic gear is assigned to an axle. An epicyclic transmission translates the drive torque to the front axle, the other one translates the drive torque to the rear axle. The positioning in front, on or behind the axis is limited to the purely structural design, but not to the functioning.
Vorzugsweise weisen beide Fahrstufengetriebe die gleiche Getriebeart auf und sind baugleich oder -ähnlich. Bei gleicher Reifengröße wird so die gleiche Raddrehzahl in der gleichen Fahrstufe erreicht. Die Ansteuerung der Fahrstufengetriebe ist bei baugleicher oder ähnlicher Form leicht zu realisieren, da diese mit der gleichen Steuerungstechnik parallel angesteuert werden können.Preferably, both CVT gearboxes have the same gearbox type and are identical or similar. With the same tire size so the same wheel speed is achieved in the same gear. The actuation of the speed-step transmission can be easily realized with identical or similar form, since these can be controlled in parallel with the same control technology.
Vorzugsweise weisen die Fahrstufengetriebe die gleichen Fahrstufen auf, so dass alle Fahrstufen parallel bzw. simultan angesteuert werden können.The speed-step transmissions preferably have the same speed steps, so that all the speeds can be controlled in parallel or simultaneously.
Das maximale Antriebsmoment wird bei Eingriff nur einer Kupplung vorzugsweise um 50% reduziert. Die Verteilung der Motorlast liegt vorzugsweise bei 50:50. Dadurch ist es bei Eingriff nur eines Fahrstufengetriebes vorteilhaft, dieses weiterhin nur mit seinem durchschnittlich aufgenommenen Antriebsmoment zu beaufschlagen, um mögliche Beschädigungen zu vermeiden.The maximum drive torque is preferably reduced by 50% when engaging only one clutch. The distribution of engine load is preferably 50:50. As a result, it is advantageous when engaging only one speed-step transmission to continue to apply this only with its average recorded drive torque in order to avoid possible damage.
Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Fahrstufengetriebe über eine Steuereinrichtung. Diese ist besonders bevorzugt als elektronische Steuerung ausgebildet, die mit Grundprogrammen ausgestattet ist, die sich selbstständig auf den Fahrstil des Fahrers einstellen oder von diesem individuell eingestellt werden können.The control of the speed-step transmission preferably takes place via a control device. This is particularly preferably designed as an electronic control, which is equipped with basic programs that automatically adjust to the driving style of the driver or can be set by him individually.
Vorzugsweise ist die Verteilung des Antriebsmomentes auf die Fahrstufengetriebe variabel. Vorzugsweise ist dieses auch während des Betriebes möglich. So kann bspw. in einer sportlicheren Einstellung mehr Moment auf die Hinterachse geleitet werden.Preferably, the distribution of the drive torque to the epicyclic gearbox is variable. Preferably, this is also possible during operation. For example, in a sportier setting, more torque can be directed to the rear axle.
Der Motor, der als Antrieb für das vorgeschlagene Fahrzeug einsetzbar ist, zeichnet sich durch einen Nockenwellenantrieb aus, der gleichzeitig auch als Nebenaggregatantrieb des Motors ausgebildet ist. Insbesondere werden eine Kühlmittelpumpe, eine Schmierölpumpe, eine Hydraulikpumpe und/oder eine Lichtmaschine von diesem angetrieben. Dies gestattet es insbesondere, an beiden Seiten der Kurbelwelle einen Momentenabgriff für den Fahrzeugantrieb, also insbesondere von separaten Antriebsträngen bzw. zum separaten Antreiben von zwei separaten Fahrstufengetrieben des Fahrzeugs vorzusehen. Auf diese Weise können besonders große Antriebsmomente übertragen werden, da das Antriebsmoment direkt auf beide Antriebstränge verteilt wird und insbesondere eine gemeinsame Kupplung und/oder ein gemeinsames Fahrstufengetriebe vermieden werden kann bzw. können. Ein Fahrstufengetriebe kann so beispielsweise nur zur Aufnahme von weniger als 70%, insbesondere von etwa 50%, des maximalen Antriebsmoments ausgelegt sein.The engine, which can be used as a drive for the proposed vehicle, is characterized by a camshaft drive, which is also designed as an accessory drive of the engine. In particular, a coolant pump, a lubricating oil pump, a hydraulic pump and / or an alternator are driven by the latter. This makes it possible in particular to provide on both sides of the crankshaft a torque tap for the vehicle drive, that is to say in particular of separate drive trains or for the separate driving of two separate drive gearboxes of the vehicle. In this way, particularly large drive torques can be transmitted, since the drive torque is distributed directly to both drive trains and in particular a common clutch and / or a common drive gear can be avoided or can be avoided. An epicyclic gearbox can thus be designed, for example, only to absorb less than 70%, in particular approximately 50%, of the maximum drive torque.
Die vorgenannten Aspekte der vorliegenden Erfindung sowie die nachfolgend beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung können unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination realisiert werden.The aforementioned aspects of the present invention as well as the aspects of the present invention described below can be implemented independently of one another, but also in any desired combination.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt:
eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Fahrzeugs.Further advantages, features and aspects of the present invention will become apparent from the claims and the following description of a preferred embodiment with reference to the drawing. The only figure shows:
a schematic representation of a proposed vehicle.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Fahrzeug
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Die beiden Fahrstufengetriebe
Die Kupplungen
Das Fahrzeug
Optional kann in einem Antriebstrang zu einem der Fahrstufengetriebe
Bei den Fahrstufengetrieben
Die beiden Fahrstufengetriebe
Ein Fahrstufengetriebe
Die beiden separaten Antriebstränge und die beiden Fahrstufengetriebe
Vorzugsweise ist bzw. sind das Fahrzeug
dass die beiden Fahrstufengetriebe
dass nur gleiche Fahrstufen bei den beiden Fahrstufengetriebe
dass bei Eingriff nur einer Kupplung
that the two
that only the same speed levels at the two
that when engaging only one clutch
Das genannte Zeitintervall beträgt vorzugsweise höchstens 0,5 s, insbesondere weniger als 0,1 s, besonders bevorzugt etwa 0,01 s oder weniger.Said time interval is preferably at most 0.5 s, in particular less than 0.1 s, particularly preferably about 0.01 s or less.
Nachfolgend werden weitere Aspekte und bevorzugte Ausführungsvarianten näher erläutert.In the following, further aspects and preferred embodiments will be explained in more detail.
Die Kupplungen
Die Fahrstufengetriebe
Alle Komponenten sind vorzugsweise elektrisch bzw. zur Steuerung und/oder Datenübertragung miteinander verbunden. Diese Steuerung oder Datenübertragung kann über Kabel, Funk oder pneumatische Leitungen erfolgen. Die Datenübertragungswege
Die Steuereinrichtung
Die Hauptfahrrichtung (Vorwärtsfahrt) ist durch einen Pfeil
Vorzugsweise bildet das Fahrzeug
Der Antrieb
Das Antriebsmoment wird von dem Antrieb
Die Fahrstufengetriebe
Die Anordnung der Fahrstufengetriebe
Die Betätigung der Kupplungen
Der Einkuppelvorgang mittels Stellaktuator kann mechanisiert oder automatisiert durchgeführt werden. Bei der mechanisierten Ausführung kann der Fahrer über ein Bedienmittel den Kupplungsvorgang steuern. Bei der automatisierten Ausführung erfolgt der Kupplungsvorgang automatisch, vorzugsweise aktiviert durch oder beim Betätigen von Gas- und Bremspedal. Im Fall der mechanisierten und automatisierten Ansteuerung der Kupplungen
Die Kupplungen
Während des Anfahrvorganges kontrolliert bei mechanischer und automatischer Ausführungsvariante die Steuereinrichtung
Sind beide Kupplungen
Da in nur wenigen Fahrsituationen ein Anliegen des maximalen Antriebsmoments bzw. eines hohen Anteils dessen (mehr als 50%) erforderlich sind, kann es gemäß einer Ausführungsvariante möglich sein, ein Fahrstufengetriebe
Zwei mögliche Situationen, die ein hohes oder gar maximales Antriebsmoment erfordern, sind
- 1. das Beschleunigen und
- 2. das Fahren bei hoher oder höchster Geschwindigkeit.
- 1. accelerating and
- 2. Driving at high or highest speed.
In beiden Fahrsituationen wird zur Überwindung eines Fahrwiderstands ein hohes Antriebsmoment benötigt, um den jeweils aktuellen Fahrzustand zu erhalten. Bei Anforderung der maximalen Beschleunigung durch den Fahrer wird das zwischen dem maximal möglichen Antriebsmoment und aktuell benötigten Antriebsmoment restliche mögliche Antriebsmoment zur Überwindung der Beschleunigungswiderstände genutzt. Bei diesem Beschleunigungsvorgang wird das gesamte bzw. maximale Antriebsmoment von vorzugsweise mehr als 800 Nm, insbesondere mehr als 900 Nm und besonders bevorzugt mehr als 1000 Nm in den Antriebsstrang geleitet. Aufgrund der Anordnung mit den zwei Fahrstufengetrieben
Nicht nur der Beschleunigungsvorgang und die Höchstgeschwindigkeitsfahrt sind für das Fahrzeug
Durch den bevorzugten Einsatz von zwei serienmäßigen Fahrstufengetrieben
Ein weiterer Vorteil ist, dass individuell auf Kundenwunsch beispielsweise Automatik-, oder sequentielle Fahrstufengetriebe
Bevorzugt werden zwei sequentielle Fahrstufengetriebe
Das Einlegen bzw. Wechseln der Fahrstufen kann auch beispielsweise über Seilzüge oder sonstige insbesondere vom Fahrer betätigte Einrichtungen realisiert werden. Sensoren überwachen in diesem Fall die Fahrstufen und den durch den Fahrer ausgeführten Schaltvorgang.The insertion or change of the speed levels can also be realized for example via cables or other particular operated by the driver facilities. Sensors monitor in this case the speed levels and the switching process performed by the driver.
In einer anderen Ausführungsform wäre die konstruktive Auslegung der Antriebstränge mit zwei Parallelschaltgetrieben, auch Doppelkupplungsgetrieben genannt, vorstellbar. Hierbei bildet die jeweilige Doppelkupplung, die Kupplung
Für den Fall, dass ein Defekt im Antriebsstrang vorliegt, beispielsweise der Ausfall einer Kupplung
Der Motor, der insbesondere als Antrieb
Als weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Antrieb mit integriertem Startergenerator vorstellbar. Die Nebenaggregate können so elektrisch über den Startergenerator angetrieben werden. Ein spezieller Nebenantrieb kann dann entfallen.As a further embodiment, a drive with integrated starter generator is conceivable. The ancillaries can be driven electrically via the starter generator. A special auxiliary drive can then be omitted.
Als Antrieb
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
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Effective date: 20140101 |