DE102012015434A1 - Doppelkupplungsgetriebe und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkupplungsgetriebe, umfassend – zwei Getriebeeingangswellen (16, 18), die mittels einer Doppelkupplungsanordnung (14) alternativ zueinander mit einer Antriebswelle (12) koppelbar sind, – zwei Vorgelegewellen (20, 22), die drehmomentübertragend mit einer Getriebeausgangswelle (24) verbunden sind und die alternativ zueinander über schaltbare Ritzelpaarungen mit je einer der Getriebeeingangswellen (16, 18) koppelbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jede der Getriebeeingangswellen (16; 18) drehfest mit dem koaxial auf ihr angeordneten Rotor (261; 281) je einer elektrischen Maschine (26; 28) verbunden oder koppelbar ist, wobei die elektrischen Maschinen (26, 28) mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden sind, die eingerichtet ist, zum Schalten der Ritzelpaarungen die Drehzahl der jeweiligen Getriebeeingangswelle (16; 18) an die aktuelle Drehzahl der zugeordneten Vorgelegewelle (20; 22) anzupassen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkupplungsgetriebe, umfassend
    • – zwei Getriebeeingangswellen, die mittels einer Doppelkupplungsanordnung alternativ zueinander mit einer Antriebswelle koppelbar sind,
    • – zwei Vorgelegewellen, die drehmomentübertragend mit einer Getriebeausgangswelle verbunden sind und die alternativ zueinander über schaltbare Ritzelpaarungen mit je einer der Getriebeeingangswellen koppelbar sind.
  • Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Kraftfahrzeug mit einem ein solches Doppelkupplungsgetriebe aufweisenden Antriebsstrang.
  • Stand der Technik
  • Dass Prinzip des Doppelkupplungsgetriebes ist dem Fachmann allgemein bekannt. Insbesondere findet es Anwendung bei automatischen und automatisierten Schaltgetrieben und ermöglicht ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten. Ein Doppelkupplungsgetriebe weist zwei typischerweise koaxial verlaufende Getriebeeingangswellen auf, die mittels einer Doppelkupplungsanordnung alternativ zueinander mit der Ausgangswelle eines Antriebsaggregates, insbesondere der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar sind. Jede der Getriebeeingangswellen trägt eine Mehrzahl von als Fest- oder Losräder ausgebildeten Ritzeln, wobei die Ritzel der radial inneren Getriebeeingangswelle in einem Axialbereich angeordnet sind, in dem die radial innere Getriebeeingangswelle axial über die radial äußere Getriebeeingangswelle übersteht. Jeder der Getriebeeingangswellen ist einer Vorgelegewelle zugeordnet, die ebenfalls eine Mehrzahl von als Fest- oder Losräder ausgebildeten Ritzeln trägt, die mit den Ritzeln der Getriebeeingangswellen Ritzelpaarungen unterschiedlicher Übersetzungen bilden. Die Verteilung von Los- und Festrädern ist dabei stets so gewählt, dass jede Ritzelpaarung schaltbar ist. Insbesondere sorgt eine Getriebesteuerung dafür, dass je Getriebeeingangswelle bzw. je Vorgelegewelle höchstens eine Ritzelpaarung drehmomentübertragend geschaltet ist. Getriebeausgangsseitig sind beide Vorgelegewellen, in der Regel über je eine Festrad-Ritzelpaarung, mit der gemeinsamen Getriebeausgangswelle verbunden. Während das Getriebe über eine der Getriebeeingangswellen, ihre zugeordnete Vorgelegewelle und die Getriebeausgangswelle Drehmoment von dem Antriebsaggregat zum Abtrieb leitet („aktive” Wellen), kann zwischen der anderen Getriebeeingangswelle und deren zugeordneter Vorgelegewelle („inaktive” Wellen) eine neue Ritzelpaarung geschaltet Werden, d. h. ein neuer Gang eingelegt werden. Über diesen Pfad wird jedoch noch kein Drehmoment vom Antriebsaggregat zum Abtrieb übertragen. Dies erfolgt erst durch „Überblenden” mittels geeigneten Kupplungsmanagements der Doppelkupplungsanordnung.
  • Beim Einlegen des neuen Gangs läuft die inaktive Vorgelegewelle, welche ebenso wie die aktive Vorlegewelle dauerhaft mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist, bei einer von dieser vorgegebenen Drehzahl. Zum Schalten der gewünschten Ritzelpaarung, d. h. zur drehfesten Kopplung des Losrades der gewünschten Ritzelpaarung mit der zugeordneten Welle, muss zunächst die Drehzahl der inaktiven Getriebeeingangswelle an die Drehzahl der zugeordneten Vorgelegewelle angepasst werden, wobei der Begriff des Anpassens hier selbstverständlich die Berücksichtigung der durch die gewünschte Ritzelpaarung vorgegebenen Übersetzung einschließt. Erst bei angepasster Drehzahl der inaktiven Getriebeeingangswelle und der zugeordneten Vorgelegewelle kann das Losrad der Ritzelpaarung ohne Momentensprung drehfest mit der zugeordneten Welle gekoppelt werden, beispielsweise durch Herstellen eines drehfesten Formschlusses. Hierzu werden in der Regel sogenannte Synchronisierungen verwendet, die durch schleifenden Reibschluss ein sanftes Abbremsen oder Beschleunigen der inaktiven Getriebeeingangswelle zur Drehzahlanpassung an die zugeordnete Vorgelegewelle bewirken. Hierbei wird kinetische Energie in Reibungsenergie, d. h. in Wärme umgewandelt, was nachteilig für den Wirkungsgrad des Getriebes ist.
  • Aus der DE 197 45 995 A1 ist ein herkömmliches Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle bekannt, welche über schaltbare Ritzelpaarungen mit einer Getriebeausgangswelle wechselwirkt. Die Getriebeeingangswelle ist zusätzlich über schaltbare Ritzelpaarungen mit einer Zusatzwelle verbunden, die drehmomentübertragend mit einer elektrischen Maschine verbunden ist. Deren Drehzhahl kann beim Schalten des Getriebes, wenn die Getriebeeingangswelle mittels einer geöffneten Hauptkupplung von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors getrennt ist, an die Drehzahl der Getriebeausgangswelle angepasst werden. Erforderliche Beschleunigungen werden dabei durch motorischen Betrieb der elektrischen Maschine erzielt, während erforderliche Abbremsungen durch generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine erzeugt werden. Letztgenannter Fall kann zum Rekuperieren genutzt werden. d. h. zur Einspeisung der gewonnenen elektrischen Energie in das Bordnetz. Aufgrund der entfallenden Reibung beim Synchronisationsvorgang weist das bekannte Getriebe einen höheren Wirkungsgrad auf als herkömmliche Getriebe ohne elektrische Synchronisierung. Allerdings ist die bekannte Vorrichtung aufgrund ihres komplexen und bauraumintensiven Aufbaus nicht für den Einsatz bei Doppelkupplungsgetrieben geeignet.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsgetriebe mit verbessertem Wirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.
  • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass jede der Getriebeeingangswellen drehfest mit dem koaxial auf ihr angeordneten Rotor je einer elektrischen Maschine verbunden oder koppelbar ist, wobei die elektrischen Maschinen mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden sind, die eingerichtet ist, zum Schalten der Ritzelpaarungen die Drehzahl der jeweiligen Getriebeeingangswelle an die aktuelle Drehzahl der zugeordneten Vorgelegewelle anzupassen.
  • Ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Doppelkupplungsgetriebe ist Gegenstand von Anspruch 10.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung greift den aus der oben diskutierten DE 197 45 995 A1 offenbarten Grundgedanken einer elektrischen Synchronisierung der Getriebeeingangswelle auf, modifiziert ihn jedoch derart, dass den notorisch beengten Bauraumverhältnissen eines Doppelkupplungsgetriebes Rechnung getragen wird. So ist es der Kerngedanke der vorliegenden Anmeldung, auf eine parallelversetzt zur Getriebeeingangswelle angeordnete elektrische Maschine und die zugehörige, parallele Zusatzwelle zu verzichten. Stattdessen wird der Rotor der elektrischen Maschine unmittelbar auf der Getriebeeingangswelle angeordnet. Dies kann, wie bevorzugt vorgesehen, mittels einer dauerhaft festen Verbindung erfolgen. Denkbar wäre auch eine schaltbare Verbindung zwischen dem Rotor und der Getriebeeingangswelle, wobei die hierfür notwendige Kupplung jedoch zusätzlichen Bauraum benötigen würde. Der Fachmann wird abzuwägen haben zwischen den Vorteilen der Bauraumeinsparung einerseits und dem Vorteil, Schleppverluste des Rotors vermeiden zu können, anderseits. Der insgesamt für die elektrische Maschine verwendete Bauraum ist so gering, dass jede der Getriebeeingangswellen mit einer eigenen elektrischen Maschine versehen werden kann. Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge der Getriebeeingangswellen können daher unmittelbar und unabhängig voneinander durch Ansteuerung der jeweils zuständigen elektrischen Maschine erfolgen.
  • Bei der üblichen Bauart von Doppelkupplungsgetrieben, bei der die Getriebeeingangswellen koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die radial innere Getriebeeingangswelle getriebeausgangsseitig über die radial äußere Getriebeeingangswelle übersteht, ist eine Anordnung der elektrischen Maschinen möglich, die mit keinerlei Bauraumvergrößerung gegenüber einem herkömmlichen Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist. So ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rotor derjenigen elektrischen Maschine, die der radial äußeren Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, zwischen der Doppelkupplungsanordnung und dem axial ersten Ritzelpaar angeordnet ist. An dieser Stelle befindet sich in herkömmlichen Doppelkupplungsgetrieben ohnehin ein Freiraum, der durch den erforderlichen Abstand zwischen den koaxialen Getriebeeingangswellen einerseits und den Vorgelegewellen andererseits bedingt ist.
  • Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rotor derjenigen elektrischen Maschine, die der radial inneren Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, getriebeausgangsseitig des axial letzten Ritzelpaares angeordnet ist. Auch hier befindet sich bei herkömmlichen Doppelkupplungsgetrieben ein durch den notwendigen Abstand zwischen besagter Getriebeeingangswelle und den Vorgelegewellen bedingter Freiraum.
  • Bevorzugt sind die elektrischen Maschinen als bürstenlose Innenläufer-Maschinen ausgebildet. Diese Bauart elektrischer Maschinen zeichnet sich durch besondere Wartungsfreiheit aus, was im Hinblick auf die schwere Zugänglichkeit im eingebauten Zustand von besonderem Vorteil ist.
  • Günstigerweise sind die elektrischen Maschinen über eine Leistungselektronik mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden. Dies eröffnet die von der Hybridtechnik bekannten Betriebsmodi, wie insbesondere das Boosten und das Rekuperieren.
  • So ist bei einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die elektrischen Maschinen im Fall abbremsender Drehzahlanpassungen generatorisch arbeiten und gewonnene elektrische Energie über die Leitungselektronik in den Energiespeicher einspeisen zu lassen. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, die beim Einlegen eines neuen Ganges überschüssige kinetische Energie der aktuell inaktiven Getriebeeingangswelle zu rekuperieren, d. h. in elektrische Energie umzuwandeln und dem Bordnetz zur Verfügung zu stellen. Dieser Fall wird jedoch vergleichsweise selten eintreten.
  • Allerdings eröffnet die Erfindung auch die Möglichkeit der Rekuperation von überschüssiger kinetischer Energie der aktuell aktiven Getriebeeingangswelle. Dies ist beispielsweise im Fall des Ausrollens oder zur Unterstützung der Motorbremse von Interesse. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, diejenige elektrische Maschine, die der aktuell Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Getriebeausgangswelle übertragenden Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, generatorisch arbeiten und gewonnene elektrische Energie über die Leistungselektronik in den Energiespeicher einspeisen zu lassen. Man beachte, dass die hier beschriebene Rekuperation von der zuvor beschriebenen völlig unabhängig ist, da jeweils unterschiedliche elektrische Maschinen verwendet werden, nämlich einerseits die der aktuell inaktiven Getriebeeingangswelle zugeordnete und andererseits die der aktuell aktiven Getriebeeingangswelle zugeordnete.
  • Vergleichbares gilt für den Fall des Boostens. So ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die elektrischen Maschinen im Fall beschleunigender Drehzahlanpassungen motorisch arbeiten und hierfür erforderliche elektrische Energie über die Leistungselektronik aus dem elektrischen Energiespeicher ziehen zu lassen. Dies ist kein Boosten im eigentlichen Sinn sondern ein elektromotorisches Beschleunigen der aktuell inaktiven Getriebeeingangswelle zum Zwecke der Synchronisation vor dem Einlegen des neuen Ganges.
  • Es kann jedoch zusätzlich vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, diejenige elektrische Maschine, die der aktuell Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Getriebeausgangswelle übertragenden Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, motorisch arbeiten und hierfür erforderliche elektrische Energie über die Leistungselektronik aus dem elektrischen Energiespeicher ziehen zu lassen. Dies stellt den Fall des eigentlichen Boostens dar. Hier nämlich wird der aktuell aktiven Getriebeeingangswelle von der zugeordneten elektrischen Maschine ein zusätzliches positives Drehmoment aufgeprägt, das sich zu dem über die Antriebswelle eingeleiteten Drehmoment hinzuaddiert.
  • Allerdings ist zu beachten, dass die Rekuperations- und Boost-Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung relativ beschränkt sind. Bauraumbedingt werden die elektrischen Maschinen in der Regel nur eine begrenzte Leistungsfähigkeit haben. Typischerweise werden dies 1 bis 10 Kilowatt sein, insbesondere 3 bis 6 Kilowatt, bevorzugt ca. 5 Kilowatt. Ein rein elektrisches Fahren wird sich hiermit kaum realisieren lassen, ist jedoch bei entsprechender Weiterentwicklung der Technik elektrischer Maschinen für die Zukunft durchaus denkbar.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 10. Das Drehmoment eines nicht dargestellten Antriebsaggregats wird über die Antriebswelle 12 an eine Doppelkupplungsanordnung 14 geliefert, die die Antriebswelle 12 alternativ entweder mit einer ersten Getriebeeingangswelle 16 oder einer zweiten Getriebeeingangswelle 18 koppelt. Die Getriebeeingangswellen 16, 18 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die erste Getriebeeingangswelle 16 im getriebeeingangsseitigen Bereich radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Getriebeeingangswelle 18 verläuft. Im getriebeausgangsseitigen Bereich erstreckt sie sich jedoch über die radial äußere, zweite Getriebeeingangswelle 18 hinaus.
  • In diesem Bereich trägt sie eine Mehrzahl von Eingangswellenritzeln 161, 162, 163, wobei die im Ausführungsbeispiel gezeigte Anzahl von drei Eingangswellenritzeln 161, 162, 163 rein beispielhaft und nicht als die Erfindung beschränkend zu verstehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ritzel 161, 162 und 163 als Festritzel ausgebildet.
  • Ebenso trägt im getriebeeingangsseitigen Bereich die zweite Getriebeeingangswelle 18 eine Mehrzahl von Eingangswellenritzeln 181, 182, 183, deren Zahl ebenfalls rein beispielhaft und nicht als die Erfindung beschränkend zu verstehen ist. Auch diese Eingangswellenritzel 181, 182, 183 sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Festräder ausgeführt.
  • Parallel zu den Getriebeeingangswellen 16, 18 sind zwei Vorgelegewellen 20, 22 vorgesehen, wobei die erste Vorgelegewelle 20 der ersten Getriebeeingangswelle 16 und die zweite Vorgelegewelle 22 der zweiten Getriebeeingangswelle 18 zugeordnet ist. Jede der Vorgelegewellen 20, 22 trägt eine Mehrzahl von Vorgelegeritzeln 201, 202, 203 bzw. 221, 222, 223, die mit den korrespondierenden Eingangswellenritzeln 161, 162, 163 bzw. 181, 182, 183 kämmen. Die Vorgelegeritzel 201, 202, 203; 221, 222, 223 sind bei der gezeigten Ausführungsform als schaltbare Losräder ausgebildet, die mittels Klauenkupplungen 23 mit der jeweils zugeordneten Vorgelegewelle 20 bzw. 22 drehmomentübetragend koppelbar sind. Hierdurch entstehen jeweils schaltbare Ritzelpaarungen zwischen den Getriebeeingangswellen 16, 18 und den Vorgelegewellen 20, 22, wobei der Fachmann einsehen wird, dass je Wellenpaar nur maximal ein Ritzelpaar drehmomentübetragend geschaltet sein darf.
  • Jede der Vorgelegewellen 20, 22 trägt getriebeausgangsseitig ein Ausgangsritzel 204 bzw. 224, welches mit einem Ritzel der Getriebeausgangswelle 24 kämmt. Je nach Schaltzustand der Doppelkupplungsanordnung 14 wird also das Moment der Antriebswelle 12 über einen ersten Pfad, gebildet aus erster Getriebeeingangswelle 16 und erster Vorgelegewelle 20 oder über einen zweiten Pfad, gebildet aus zweiter Getriebeeingangswelle 18 und zweiter Vorgelegewelle 22 an die Getriebeausgangswelle 24 geleitet.
  • Getriebeeingangsseitig des ersten Eingangswellenritzels 181 trägt die zweite Getriebeeingangswelle 18 den fest mit ihr verbundenen Rotor 281 einer elektrischen Maschine 28, deren Stator 282 gehäusefest angeordnet ist. Analog hierzu trägt die erste Getriebeeingangswelle 16 getriebeausgangsseitig des letzten Eingangswellenritzels 163 den drehfest mit ihr verbundenen Rotor 261 einer weiteren elektrischen Maschine 26, deren Stator 262 gehäusefest angeordnet ist. Die elektrischen Maschinen 26, 28 sind über eine Leistungselektronik 30, die mit einer nicht im Detail dargestellten Steuerungsvorrichtung verbunden sein oder diese integriert enthalten kann, mit einem elektrischen Energiespeicher 32, insbesondere einem Akkumulator verbunden.
  • Zur Erläuterung des Funktionsprinzips der vorliegenden Anmeldung wird der Fall des Gangwechsels zwischen dem durch die Paarung der Ritzel 161, 201 gebildeten ersten Gang in den durch die Paarung der Ritzel 181, 221 gebildeten zweiten Gang beschrieben, wobei der Fachmann im Lichte dieser Erläuterung das Funktionsprinzip für sämtliche andere Gangwechsel ohne weiteres extrapolieren kann.
  • Beim Fahren im ersten Gang ist die Antriebswelle 12 mittels der Doppelkupplungsanordnung 14 mit der ersten Getriebeeingangswelle 16 verbunden. Das Losrad 201 ist drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 20 gekoppelt. Die Losräder 202 und 203 können frei auf der ersten Vorgelegewelle 20 rotieren. Das Drehmoment der Antriebswelle 12 wird somit über den oben erläuterten ersten Pfad mit einer im Wesentlichen durch die Ritzelpaarung 161, 201 bestimmten Übersetzung auf die Getriebeausgangswelle 24 übertragen. Der oben erläuterte zweite Pfad ist in diesem Zustand inaktiv; allerdings rotiert die zweite Vorgelegewelle 22, die über ihr Ausgangsritzel 224 mit der Getriebeausgangswelle 24 verbunden ist, mit einer von dieser vorgegebenen Drehzahl. Die Losräder 221, 222 und 223 können frei auf der zweiten Vorgelegewelle 22 rotieren, sodass kein rückwärtsgerichteter Momentenübertrag auf die zweite Getriebeeingangswelle 18 erfolgt.
  • Zur Vorbereitung eines Gangwechsels muss das Ritzelpaar 181, 221 geschaltet werden, d. h. das Losrad 221 muss durch die ihm zugeordnete Klauenkupplung 23 drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 22 verbunden werden. Zum Einrücken der Klauenkupplung ist es jedoch erforderlich, dass die. Drehzahldifferenz zwischen dem Vorgelegeritzel 221 und der zweiten Vorgelegewelle 22 möglichst gering, vorzugsweise gleich Null ist. Um dies zu erreichen, wird der Stator 282 der elektrischen Maschine 28 bestromt, sodass auf den Rotor 281 ein Drehmoment ausgeübt wird, welches dieser auf die fest mit ihm verbundene zweite Getriebeeingangswelle 18 überträgt. Diese und mit ihr das Festrad 181 wird dadurch beschleunigt, wobei eine geeignete Steuerung oder Regelung, die insbesondere auch eine Drehzahlerfassung der Getriebeeingangswelle 18 und der Vorgelegewelle 22 umfasst, diese Beschleunigung genau so einrichtet, dass die Drehzahldifferenz zwischen dem Vorgelegeritzel 221 und der Vorgelegewelle 22 minimiert wird oder vorzugsweise sogar verschwindet. Das Einrücken der Klauenkupplung 23, d. h. die drehfeste Kopplung zwischen dem Vorgelegeritzel 121 und der Vorgelegewelle 22 erfolgt dann bei minimierter Drehzahldifferenz. Damit ist der gewünschte zweite Gang eingelegt, jedoch noch nicht aktiv. Seine Aktivierung erfolgt vielmehr durch ein Überblenden von dem ersten Momentenübertragungspfad auf den zweiten Momentenübertragungspfad, was in bekannter Weise durch geeignetes Kupplungsmanagement der Doppelkupplungsvorrichtung 14 erfolgt.
  • Denkbar ist auch der Fall der abbremsenden Synchronisierung, was durch generatorischen Betrieb der jeweils betroffenen elektrischen Maschine erfolgt, wobei dieser Fall jedoch nur selten eintreten wird, da in der Regel die gerade nicht aktive Getriebeeingangswelle stehen oder höchstens mit geringer Restdrehzahl drehen wird.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass bei den oben erläuterten Synchronisierungsvorgängen stets diejenige elektrische Maschine betroffen ist, die mit der gerade inaktiven Getriebeeingangswelle verbunden ist. Von großem Interesse ist jedoch auch die Wirkung, die mit derjenigen elektrischen Maschine erzielbar ist, welche mit der gerade aktiven Getriebeeingangswelle verbunden ist. Diese kann nämlich ein zusätzliches elektromotorisches Moment einbringen, sodass der von Hybrid-Antriebssträngen bekannte Boost-Modus realisiert wird. Bei generatorischem Betrieb der elektrischen Maschine der gerade aktiven Getriebeeingangswelle wird ein negatives Drehmoment erzeugt, welches das Kraftfahrzeug abbremst bzw. vom Fahrer gewünschte Bremsvorgänge unterstützt, wobei ein Teil der dem Antriebsstrang entzogenen kinetischen Energie rekuperiert und über die Leistungselektronik 30 dem Energiespeicher 32 zugeführt wird.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere ist die geometrische Anpassung und leistungsmäßige Auslegung der elektrischen Maschinen 26, 28 dem Fachmann in Ansehung des Einzelfalls überlassen. Auch die Anzahl und Verteilung der Gänge kann vom Fachmann im Wesentlichen beliebig ausgelegt werden, wobei es für die Funktionalität der Erfindung ohne Belang ist, welches spezielle Ritzel jeder Ritzelpaarung als Los- und welches als Festrad ausgebildet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Doppelkupplungsgetriebe
    12
    Antriebswelle
    14
    Doppelkupplungsanordnung
    16
    erste Getriebeeingangswelle
    161, 162, 163
    Eingangswellenritzel von 16
    18
    zweite Getriebeeingangswelle
    181, 182, 183
    Eingangswellenritzel von 18
    20
    erste Vorgelegewelle
    201, 202, 203
    Vorgelegeritzel von 20
    204
    Ausgangsritzel von 20
    22
    zweite Vorgelegewelle
    221, 222, 223
    Vorgelegeritzel von 22
    224
    Ausgangsritzel von 22
    23
    Klauenkupplung
    24
    Getriebeausgangswelle
    26
    elektrische Maschine
    261
    Rotor von 26
    262
    Stator von 26
    28
    elektrische Maschine
    281
    Rotor von 28
    282
    Stator von 28
    30
    Leistungselektronik
    32
    elektrischer Energiespeicher
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19745995 A1 [0005, 0010]

Claims (11)

  1. Doppelkupplungsgetriebe, umfassend – zwei Getriebeeingangswellen (16, 18), die mittels einer Doppelkupplungsanordnung (14) alternativ zueinander mit einer Antriebswelle (12) koppelbar sind, – zwei Vorgelegewellen (20, 22), die drehmomentübertragend mit einer Getriebeausgangswelle (24) verbunden sind und die alternativ zueinander über schaltbare Ritzelpaarungen mit je einer der Getriebeeingangswellen (16, 18) koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Getriebeeingangswellen (16; 18) drehfest mit dem koaxial auf ihr angeordneten Rotor (261; 281) je einer elektrischen Maschine (26; 28) verbunden oder koppelbar ist, wobei die elektrischen Maschinen (26, 28) mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden sind, die eingerichtet ist, zum Schalten der Ritzelpaarungen die Drehzahl der jeweiligen Getriebeeingangswelle (16; 18) an die aktuelle Drehzahl der zugeordneten Vorgelegewelle (20; 22) anzupassen.
  2. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswellen (16, 18) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die radial innere Getriebeeingangswelle (16) getriebeausgangsseitig über die radial äußere Getriebeeingangswelle (18) übersteht.
  3. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (281) derjenigen elektrischen Maschine (28), die der radial äußeren Getriebeeingangswelle (18) zugeordnet ist, zwischen der Doppelkupplungsanordnung (14) und dem axial ersten Ritzelpaar (181, 221) angeordnet ist.
  4. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (262) derjenigen elektrischen Maschine (26), die der radial inneren Getriebeeingangswelle (16) zugeordnet ist, getriebeausgangseitig des axial letzten Ritzelpaars (163, 203) angeordnet ist.
  5. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (26, 28) als bürstenlose Innenläufer-Maschinen ausgebildet sind.
  6. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (26, 28) über eine Leistungselektronik (30) mit einem elektrischen Energiespeicher (32) verbunden sind.
  7. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die elektrischen Maschinen (26, 28) im Fall abbremsenden Drehzahlanpassungen generatorisch arbeiten und gewonnene elektrische Energie über die Leistungselektronik (30) in den elektrischen Energiespeicher (32) einspeisen zu lassen.
  8. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, diejenige elektrische Maschine (26; 28), die der aktuell Drehmoment zwischen der Antriebswelle (12) und der Getriebeausgangswelle (24) übertragenden Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, generatorisch arbeiten und gewonnene elektrische Energie über die Leistungselektronik (30) in den elektrischen Energiespeicher (32) einspeisen zu lassen.
  9. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die elektrischen Maschinen (26; 28) im Fall beschleunigender Drehzahlanpassungen motorisch arbeiten und hierfür erforderliche elektrische Energie über die Leistungselektronik (30) aus dem elektrischen Energiespeicher (32) ziehen zu lassen.
  10. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, diejenige elektrische Maschine (26; 28), die der aktuell Drehmoment zwischen der Antriebswelle (12) und der Getriebeausgangswelle (24) übertragenden Getriebeeingangswelle (16; 18) zugeordnet ist, motorisch arbeiten und hierfür erforderliche elektrische Energie über die Leistungselektronik (30) aus dem elektrischen Energiespeicher (32) ziehen zu lassen.
  11. Kraftfahrzeug mit einem ein Doppelkupplungsgetriebe (10) aufweisenden Antriebsstrang, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelkupplungsgetriebe (10) als ein Doppelkupplungsgetriebe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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