DE102009030783A1

DE102009030783A1 - Doppelkupplungsgetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102009030783A1
Application number: DE200910030783
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl.-Ing. Pfannkuchen (TU)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-06-27
Filing date: 2009-06-27
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit zumindest einer ersten Getriebewelle (10), die zur Schaltung von zumindest einem ersten Getriebegang vorgesehen ist, mit einer zweiten Getriebewelle (11), die zur Schaltung von zumindest einem zweiten Getriebegang vorgesehen ist, und mit zumindest einer aktiven Synchronisiereinheit (12), die in zumindest einem Betriebszustand für eine Gangsynchronisation vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die aktive Synchronisiereinheit (12) wirkungsmäßig zwischen den beiden Getriebewellen (10, 11) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 196 52 971 A1 ist bereits eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit zumindest einer ersten Getriebewelle, die zur Schaltung von zumindest einem ersten Getriebegang vorgesehen ist, mit einer zweiten Getriebewelle, die zur Schaltung von zumindest einem zweiten Getriebegang vorgesehen ist, und mit zumindest einer aktiven Synchronisiereinheit, die in zumindest einem Betriebszustand für eine Gangsynchronisation vorgesehen ist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Synchronisiereinheit bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit zumindest einer ersten Getriebewelle, die zur Schaltung von zumindest einem ersten Getriebegang vorgesehen ist, mit einer zweiten Getriebewelle, die zur Schaltung von zumindest einem zweiten Getriebegang vorgesehen ist, und mit zumindest einer aktiven Synchronisiereinheit, die in zumindest einem Betriebszustand für eine Gangsynchronisation vorgesehen ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die aktive Synchronisiereinheit wirkungsmäßig zwischen den beiden Getriebewellen angeordnet ist. Dadurch kann auf eine aufwendige, insbesondere bauraumintensive passive Synchronisiereinheit und/oder eine Anordnung einer Mehrzahl von aktiven Synchronisiereinheiten verzichtet werden, wodurch eine einfache und kostengünstige Synchronisiereinheit bereitgestellt werden kann. Unter einer „aktiven Synchroni siereinheit” soll dabei insbesondere eine Synchronisiereinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zur Angleichung von Drehzahlen zu synchronisierender Bauteile aktiv ein Moment zu erzeugen, mittels dem die Drehzahlen angepasst werden. Unter „wirkungsmäßig zwischen” soll weiter verstanden werden, dass die aktive Synchronisiereinheit insbesondere dazu vorgesehen ist, eine Relativdrehzahl der beiden Getriebewellen zueinander einzustellen, wobei die Relativdrehzahl grundsätzlich unabhängig von Absolutdrehzahlen der beiden Getriebewelle eingestellt werden kann. Ferner sollen unter einem „ersten Getriebegang” und einem „zweiten Getriebegang” zwei beliebige Getriebegänge mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen verstanden werden, die vorteilhafterweise unterschiedlichen Lastschaltkupplungen der Doppelkupplungsgetriebegänge zugeordnet sind. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die aktive Synchronisiereinheit einen mit der ersten Getriebewelle verbundenen Rotor und einen mit der zweiten Getriebewelle verbundenen Stator aufweist. Dadurch kann eine besonders einfache Ausgestaltung der aktiven Synchronisiereinheit verstanden werden. Unter „verbunden” soll dabei insbesondere sowohl eine direkte als auch eine indirekte, permanente Verbindung verstanden werden. Unter einer „direkten Verbindung” soll insbesondere verstanden werden, dass der Rotor bzw. der Stator unmittelbar drehfest an die Getriebewelle angebunden ist. Unter einer „indirekten Verbindung” soll insbesondere verstanden werden, dass der Rotor bzw. Stator mittels einer Wirkverbindung, wie insbesondere mittels einer Zahnradverbindung, mit der Getriebewelle verbunden ist. Unter einem „Rotor” und einem „Stator” der Synchronisiereinheit sollen dabei insbesondere zwei lediglich sprachlich unterschiedene, drehbar angeordnete Bauteile der Getriebeeinheit verstanden werden, zwischen denen ein aktiv wirkendes Relativmoment eingestellt werden kann.
Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die Getriebewellen als Getriebeeingangswelle ausgebildet sind, die jeweils drehfest mit einer Lastschaltkupplung verbunden sind. Dadurch kann eine besonders einfache Synchronisation für die Getriebegänge der unterschiedlichen Getriebeganggruppen realisiert werden. Grundsätzlich ist auch eine Ausbildung der Getriebewellen als Vorgelegewellen denkbar.
Vorzugsweise weist die aktive Synchronisiereinheit genau einen Elektromotor auf, der zur Synchronisation von mit den Getriebewellen verbundenen Getriebeschalteinheiten vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte aktive Synchronisiereinheit bereitgestellt werden. Unter einer „Synchronisation einer Getriebeschalteinheit” soll dabei ins besondere eine Angleichung einer Relativdrehzahl in der Getriebeschalteinheit verstanden werden, wobei die Relativdrehzahl in der Getriebeschalteinheit grundsätzlich zumindest teilweise unabhängig von einer mittels der Synchronisiereinheit einstellbaren Drehzahl sein kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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 eines Kraftfahrzeugs. Die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung weist zwei als Getriebeeingangswellen ausgebildete Getriebewellen 10, 11 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Weiter weist die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Getriebewelle 19 auf, die als eine Getriebeausgangswelle ausgebildet ist und die mittels eines Zahnradsatzes 20 wirkungsmäßig mit den beiden Getriebeeingangswellen 10, 11 verbindbar ist. Außerdem umfasst die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Kupplungseinheit mit zwei Lastschaltkupplungen 15, 16, die in einem Kraftfluss parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden Lastschaltkupplungen 15, 16 sind koaxial zueinander angeordnet.
Der beispielhaft dargestellte Zahnradsatz 20 ist zur Bildung zumindest zweier Getriebegänge vorgesehen. Zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen den Getriebeeingangswellen 10, 11 und der Getriebeausgangswelle 19 weist die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung zumindest zwei Getriebeschalteinheiten 17, 18 auf. Die Getriebeschalteinheiten 17, 18 sind zumindest teilweise als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgeführt.
Der Zahnradsatz 20 umfasst zumindest zwei Zahnradebenen 21, 22, die unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zur Bildung der zumindest zwei Getriebegänge aufweisen. Die Zahnradebene 21 ist der ersten Getriebeeingangswelle 10 zugeordnet. Die Zahnradebene 22 ist der zweiten Getriebeeingangswelle 11 zugeordnet. Mittels der Getriebeeingangswellen 10, 11 und der zugehörigen Zahnradebenen 21, 22 sind zumindest zwei unterschiedliche Getriebegänge schaltbar. Ein erster Getriebegang ist dabei der Lastschaltkupplung 15 und der Getriebeeingangswelle 10 zugeordnet. Ein zweiter Getriebegang ist der Lastschaltkupplung 16 und der Getriebeeingangswelle 11 zugeordnet.
In einem beispielhaften Schaltvorgang, in dem von dem der Lastschaltkupplung 15 zugeordneten ersten Getriebegang auf den der Lastschaltkupplung 16 zugeordneten zweiten Getriebegang geschaltet wird, wird zunächst der zweite Getriebegang gebildet, in dem die Getriebeschalteinheit 18, die dem zu schaltenden zweiten Getriebegang zugeordnet ist, lastfrei in ihre Schaltstellung geschaltet wird. Anschließend wird der zweite Getriebegang geschaltet, indem die dem zweiten Getriebegang zugeordnete Lastschaltkupplung 16 sukzessive geschlossen wird, während die dem ersten Getriebegang zugeordnete Lastschaltkupplung 15 sukzessive geöffnet wird. Ein Schaltvorgang, in dem unter Last von der zweiten Lastschaltkupplung 16 auf die erste Lastschaltkupplung 15 geschaltet wird, erfolgt analog.
Zur Synchronisation der in Abhängigkeit vom Schaltvorgang zu schaltenden Getriebeschalteinheiten 17, 18 weist die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine aktive Synchronisiereinheit 12 auf, die wirkungsmäßig zwischen den zwei Getriebeeingangswellen 10, 11 angeordnet ist. Die Synchronisiereinheit 12 umfasst genau einen Elektromotor 23. Der Elektromotor 23 ist zur Synchronisation von den mit den beiden Getriebeeingangswellen 10, 11 verbundenen Getriebeschalteinheiten 17, 18 vorgesehen. Der Elektromotor 23 ist drehbar gegen ein Getriebegehäuse angeordnet. Die Synchronisiereinheit 12 ist zur Synchronisation sämtlicher Getriebeschalteinheiten 17, 18 der Doppelkupplungsgetriebevorrichtung vorgesehen. Mittels der Synchronisiereinheit 12 können sämtliche Schaltvorgänge zur Schaltung der Getriebegänge synchronisiert werden.
Die aktive Synchronisiereinheit 12 umfasst einen Rotor 13 und einen Stator 14, zwischen denen das von der Synchronisiereinheit 12 bereitgestellte Moment wirkt. Der Rotor 13 und der Stator 14 sind als ein Rotor und ein Stator des Elektromotors 23 ausgebildet. Die Synchronisiereinheit 12 ist mittels des Zahnradsatzes 20, der die Getriebeeingangswellen 10, 11 mit der Getriebeausgangswelle 19 verbindet, indirekt an die beiden Getriebeeingangswellen 10, 11 angebunden. Der drehbar gelagerte Rotor 13 ist mittels der Zahnradebene 22 an die Getriebeeingangswelle 11 angebunden. Der ebenfalls drehbar gelagerte Stator 14 ist mittels der Zahnradebene 21 an die Getriebeeingangswelle 10 angebunden. Die aktive Synchronisiereinheit 12 und die Getriebeeingangswellen 10, 11 sind permanent miteinander verbunden. Grundsätzlich ist es auch möglich, die aktive Synchronisiereinheit 12 direkt mit den beiden Getriebeeingangswellen 10, 11 zu verbinden. Dabei ist insbesondere eine Anordnung in einem Bereich, in dem die Getriebeeingangswelle 10 die Getriebeeingangswelle 11 durchsetzt, vorteilhaft, wie beispielsweise unmittelbar nach den beiden Lastschaltkupplungen 15, 16.
Der Elektromotor 23 ist als ein Vier-Quadranten-Antrieb ausgebildet. Der Elektromotor 23 ist zur Bereitstellung eines Antriebsmoments zur Erhöhung der Relativdrehzahl und zur Bereitstellung eines Bremsmoments zur Verringerung der Relativdrehzahl zwischen den Getriebeeingangswellen 10, 11 vorgesehen. Sowohl das Antriebsmoment als auch das Bremsmoment können für beide Relativdrehrichtungen des Elektromotors 23 bereitgestellt werden. Ein Motorbetrieb und/oder ein Generatorbetrieb erfolgt in Abhängigkeit von Synchronisieranforderungen eines Schaltvorgangs. Eine elektrische Anbindung 24 des Elektromotors 23 ist mittels Schleifkohlen realisiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der außen liegende Rotor 13 elektrisch angebunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19652971 A1 [0002]

Claims

Doppelkupplungsgetriebevorrichtung mit zumindest einer ersten Getriebewelle (10), die zur Schaltung von zumindest einem ersten Getriebegang vorgesehen ist, mit einer zweiten Getriebewelle (11), die zur Schaltung von zumindest einem zweiten Getriebegang vorgesehen ist, und mit zumindest einer aktiven Synchronisiereinheit (12), die in zumindest einem Betriebszustand für eine Gangsynchronisation vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Synchronisiereinheit (12) wirkungsmäßig zwischen den beiden Getriebewellen (10, 11) angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Synchronisiereinheit (12) einen mit der ersten Getriebewelle (10) verbundenen Rotor (13) und einen mit der zweiten Getriebewelle (11) verbundenen Stator (14) aufweist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewellen (10, 11) als Getriebeeingangswellen ausgebildet sind, die jeweils drehfest mit einer Lastschaltkupplung (15, 16) verbunden sind.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Synchronisiereinheit (12) genau einen Elektromotor (23) aufweist, der zur Synchronisation von mit den Getriebewellen (10, 11) verbundenen Getriebeschalteinheiten (17, 18) vorgesehen ist.
Verfahren zur Synchronisation von zumindest einer Doppelkupplungsgetriebevorrichtung, insbesondere von einer Doppelkupplungsgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativdrehzahl zwischen zwei Getriebewellen (10, 11), die zur Schaltung von unterschiedlichen Getriebegängen vorgesehen sind, mittels einer wirkungsmäßig zwischen den Getriebewellen (10, 11) angeordneten aktiven Synchronisiereinheit (12) eingestellt wird.