DE102012203061A1 - Transmission i.e. dual clutch transmission, for e.g. passenger car, has jackshafts connectable with each other by one of multiple switching arrangements, and driven shaft and input shafts arranged on wheel planes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist. The invention relates to a transmission, in particular dual-clutch transmission, for a motor vehicle, comprising at least two partial transmissions, wherein each of the partial transmission comprises at least one input shaft, and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmission, wherein the at least one input shaft on a main axis and the output shaft the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts by means of at least two wheel planes and / or at least one switching element with the output shaft is connectable.
Derartige Getriebe für ein Kraftfahrzeug werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird. Such transmissions for a motor vehicle are designed, inter alia, as so-called dual-clutch transmissions in which the input shafts of the two partial transmissions can each be connected via an associated power-shift element to a drive, for example an internal combustion engine or an electric motor, the two power-shifting elements being combined in the form of a double clutch , The representable about such a gear ratios are then alternately divided between the two partial transmissions, so that, for example, a partial transmission, the odd gears and the corresponding other partial transmission represents the even gears. It is also known to represent the individual gear stages by one or more wheel stages or planes, each having different gear ratios. By means of corresponding switching elements, these can be incorporated into the force or torque flux between the drive and output, so that a corresponding desired ratio between the drive and output of the transmission is shown in each case.
Durch eine wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht. By alternately splitting the gears on the two partial transmissions, it is possible to already select a subsequent gear when driving in a gear assigned to a sub-gear in the other sub-transmission by appropriate actuation of the switching devices, with a final change in the subsequent gear by opening the Power shift element of a partial transmission and a subsequent subsequent closing of the load switching element of the other sub-transmission is made possible. In this way, the gears or gear ratios of the transmission can be switched under load, which improves an acceleration capacity of the motor vehicle due to a substantially traction-free gear change and allows more comfortable switching operations for a driver.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird. Such dual-clutch transmissions can in this case also be designed with a countershaft additionally arranged for input and output, so that a compact construction is made possible in the axial direction.
Aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. An object of the present invention is therefore to provide a transmission for a motor vehicle, which has a good load switching capability and a good hybridisability. Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle, which is simple and inexpensive to produce and at the same time allows reliable transmission of torque between the drive and output. Another object of the present invention is to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/ oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Zwei ist, dass zumindest eine der N Schalteinrichtungen, umfassend zumindest zwei Schaltelemente, auf der Nebenachse angeordnet und wobei zumindest eine der N Schalteinrichtungen auf der Hauptachse angeordnet ist, wobei mittels dieser die Abtriebswelle und zumindest eine der Eingangswellen verbindbar ist und wobei die zumindest zwei Radebenen hinsichtlich ihrer axialen Position auf der Hauptachse und auf der Nebenachse zwischen der Schalteinrichtung auf der Hauptachse und der Schalteinrichtung auf der Nebenachse angeordnet sind und wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Nebenachse jeweils zwei von drei Vorgelegewellen miteinander verbindbar sind. The present invention solves the problems in a transmission, in particular dual-clutch transmission, for a motor vehicle comprising at least two partial transmissions, each of the partial transmissions comprises at least one input shaft, and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmissions, wherein the at least one input shaft on a main axis and the output shaft is arranged on the main axis or on a, in particular parallel to the main axis, minor axis, and wherein a countershaft is arranged with at least one countershaft, wherein the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts is connectable to the output shaft by means of at least two gear planes and / or at least one switching element, in that N switching devices are arranged, where N is an integer greater than or equal to two, in that at least one of the N switching devices, comprising at least two switching elements, is arranged on the minor axis and wherein at least one of the N switching devices is arranged on the main axis, by means of which the output shaft and at least one of the input shafts can be connected, and wherein the at least two gear planes are axial Position on the main axis and on the minor axis between the switching device on the main axis and the switching device are arranged on the minor axis and wherein by means of at least one switching device on the minor axis in each case two of three countershafts are connected to each other.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls mit einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder Lastkraftwagen mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17. The invention also solves the problems with a motor vehicle, in particular a passenger or truck with a transmission according to one of
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf diese Weise eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. One of the advantages achieved thereby is that in this way a reduction of the mechanical spread by winding the first forward gear of the transmission is made possible. Another advantage is that the transmission has a good load shifting capability and a good hybridisability.
Unter dem Begriff „Radstufe“ oder „Radebene“ sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, im Wesentlichen zwei miteinander zusammenwirkende Übertragungselemente zur Übertragung von Drehmomenten von dem einen Übertragungselement auf das andere Übertragungselement zu verstehen, die vorzugsweise eine Unter- oder Übersetzung für insbesondere mit den Übertragungselementen zusammenwirkenden Wellen im Getriebe bereitstellen. The term "wheel stage" or "wheel plane" are preferably to be understood in the description, in particular in the claims, essentially two mutually cooperating transmission elements for transmitting torques from the one transmission element to the other transmission element, preferably a sub- or translation for provide in particular with the transmission elements cooperating waves in the transmission.
Unter dem Begriff „Schaltelement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand die Vorrichtung kein Drehmoment und wobei im geschlossenen Zustand die Vorrichtung ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann. The term "switching element" is preferably in the description, in particular in the claims, a device having at least one open and a closed state, wherein in the open state, the device no torque and wherein in the closed state, the device torque between two can transmit with this device or the switching element cooperating devices.
Unter dem Begriff „Schalteinrichtung“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zumindest ein Schaltelement und zumindest eine Schaltelementbetätigungseinrichtung zur Betätigung des zumindest einen Schaltelementes zu verstehen. The term "switching device" is preferably to be understood in the description, in particular in the claims, at least one switching element and at least one switching element actuation device for actuating the at least one switching element.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der ein Drehmoment übertragbar ist. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein. The term "transmission element" is preferably in the description, in particular in the claims to understand a device with which a torque is transferable. Transmission elements can preferably be designed as wheels, preferably as gears, in particular spur gears, bevel gears, worm wheels or the like.
Unter dem Begriff „benachbart“ in Bezug auf Schaltelemente und/oder Schalteinrichtungen sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen Schalteinrichtungen und/oder Schaltelemente zu verstehen, die entlang der Hauptachse oder der Nebenachse des Getriebes direkt nebeneinander entlang der jeweiligen Achse angeordnet sind und wobei jeweils eines der Schaltelemente der Schalteinrichtungen mittels einer Welle direkt mit dem jeweils anderen Schaltelement der benachbarten Schalteinrichtung verbunden ist. The term "adjacent" with respect to switching elements and / or switching devices are preferably to be understood in the description, in particular in the claims switching devices and / or switching elements, which are arranged along the main axis or the minor axis of the transmission directly adjacent to each other along the respective axis and wherein each one of the switching elements of the switching means is connected by means of a shaft directly to the respective other switching element of the adjacent switching device.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments, features and advantages of the invention are described in the subclaims.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gleich Vier. Sind also N = 4 Schalteinrichtungen angeordnet, sind zumindest mehrere Vorwärtsgangstufen und zumindest mehrere Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe darstellbar, wobei gleichzeitig das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, so dass dieses in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar ist. Conveniently, the number N is equal to four. Thus, if N = 4 switching devices are arranged, at least a plurality of forward gear ratios and at least a plurality of reverse gear stages can be represented by the transmission, wherein at the same time the transmission can be made compact, so that it can be used in a variety of vehicles.
Vorteilhafterweise ist die Zahl N eine gerade Zahl und N/2 Schalteinrichtungen sind auf der Hauptachse und N/2 Schalteinrichtungen sind auf der Nebenachse angeordnet. Auf diese Weise kann das Getriebe kompakt ausgeführt werden, da zumindest zwei der N Schalteinrichtungen hinsichtlich ihres axialen Abstandes näher beieinander durch jeweilige Positionierung auf unterschiedlichen Achsen angeordnet werden können. Advantageously, the number N is an even number and N / 2 switching means are on the main axis and N / 2 switching means are arranged on the minor axis. In this way, the transmission can be made compact, since at least two of the N switching devices can be arranged closer together in terms of their axial distance by respective positioning on different axes.
Zweckmäßigerweise ist diejenige Schalteinrichtung, welche direkt benachbart zur Seite des Antriebs oder zur Seite des Abtriebs angeordnet ist auf der Hauptachse oder auf der Nebenachse angeordnet. Ein Vorteil dabei ist, dass beispielsweise im Falle, dass diejenigen Schalteinrichtungen, welche direkt zur Seite des Antriebs und des Abtriebs im Getriebe angeordnet sind, auf der Nebenachse angeordnet sind, zusätzlich Raum im Bereich der Eingangswellen und der Abtriebswelle zur Verfügung gestellt wird, da die nächstbenachbarten Schalteinrichtungen nicht auf der Hauptachse, sondern auf der Nebenachse angeordnet sind. Dies steigert zum einen weiter die Flexibilität, insbesondere beim Einbau des Getriebes in verschiedene Fahrzeuge, zum anderen kann das Getriebe noch kompakter ausgeführt werden. Sind diejenigen Schalteinrichtungen, welche direkt zur Seite des Antriebs und des Abtriebs im Getriebe angeordnet sind, auf der Hauptachse angeordnet, ist ein Vorteil, dass das Vorgelege dementsprechend kompakter insbesondere in radialer und/oder axialer Richtung ausgeführt werden kann. Conveniently, that switching device which is arranged directly adjacent to the side of the drive or to the side of the output is arranged on the main axis or on the minor axis. An advantage here is that, for example, in the case that those switching devices which are arranged directly to the side of the drive and the output in the transmission are arranged on the minor axis, additional space is provided in the region of the input shafts and the output shaft, since the Next adjacent switching devices are not arranged on the main axis, but on the minor axis. On the one hand, this further increases the flexibility, in particular in the installation of the Gearboxes in different vehicles, on the other hand, the transmission can be made even more compact. Are those switching devices, which are arranged directly to the side of the drive and the output in the transmission, arranged on the main axis, an advantage that the countershaft can be performed correspondingly more compact, in particular in the radial and / or axial direction.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei der Eingangswellen koaxial zueinander und/oder zumindest zwei der Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die zumindest zwei Eingangswellen und die zumindest zwei Vorgelegewellen und damit auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Ebenso können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes ermöglicht. Advantageously, at least two of the input shafts are arranged coaxially with one another and / or at least two of the countershafts are arranged coaxially with one another. This reduces the space for the at least two input shafts and the at least two countershafts and thus also of the corresponding transmission as a whole, so that the transmission can also be used in cramped conditions in a motor vehicle. Likewise, several countershafts can thereby be provided, which allows a representation of a plurality of gears or gear ratios by means of the transmission.
Zweckmäßigerweise sind die Schalteinrichtungen symmetrisch und/oder periodisch abwechselnd hinsichtlich ihrer Position entlang von Hauptachse und Nebenachse zwischen der Seite des Antriebs und der Seite des Abtriebs angeordnet. So ist beispielsweise eine Anordnung entlang von Haupt- und Nebenachse von der Antriebsseite zur Abtriebsseite folgendermaßen möglich: Die erste Schalteinrichtung ist auf der Nebenachse angeordnet, die zweite und dritte Schalteinrichtung sind auf der Hauptachse angeordnet und die vierte Schalteinrichtung ist wiederum auf der Nebenachse angeordnet. Ebenso kann die erste Schalteinrichtung auf der Nebenachse, die zweite Schalteinrichtung auf der Hauptachse, die dritte Schalteinrichtung wiederum auf der Nebenachse und die vierte Schalteinrichtung wiederum auf der Hauptachse angeordnet sein. Auf diese Weise sind die Schalteinrichtungen zumindest teilweise jeweils abwechselnd auf unterschiedlichen Achsen angeordnet und können so hinsichtlich ihrer axialen Positionen jeweils in kürzerer Entfernung zueinander angeordnet werden. The switching devices are expediently arranged symmetrically and / or periodically alternately with respect to their position along the main axis and the minor axis between the side of the drive and the side of the output. For example, an arrangement along the major and minor axes from the drive side to the output side is possible as follows: the first switching device is arranged on the minor axis, the second and third switching device are arranged on the main axis and the fourth switching device is in turn arranged on the minor axis. Likewise, the first switching device may be arranged on the minor axis, the second switching device on the main axis, the third switching device in turn on the minor axis and the fourth switching device in turn on the main axis. In this way, the switching devices are at least partially arranged alternately on different axes and can thus be arranged with respect to their axial positions in each case at a shorter distance from each other.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Eingangswellen und/oder zumindest eine der Vorgelegewellen als Hohlwelle und die jeweils andere Welle als Vollwelle ausgebildet. Damit ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Eingangswellen und/oder der beiden Vorgelegewellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle oder Vorgelegewelle koaxial und parallel zu der als Vollwelle ausgebildeten Eingangswelle oder Vorgelegewelle angeordnet werden kann. Bei der Ausbildung als Vollwelle oder als Hohlwelle können jeweilige Übertragungselemente, wenn diese fest mit der Vollwelle oder Hohlwelle verbunden werden sollen, mit der jeweiligen Welle einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden. Eine zeitaufwendige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen. Advantageously, at least one of the input shafts and / or at least one of the countershafts is formed as a hollow shaft and the respective other shaft as a solid shaft. For a particularly space-saving arrangement of the two input shafts and / or the two countershafts is possible because the input shaft or countershaft formed as a hollow shaft coaxial and can be arranged parallel to the solid shaft formed as input shaft or countershaft. When training as a solid shaft or as a hollow shaft respective transmission elements, if they are to be firmly connected to the solid shaft or hollow shaft, with the respective shaft in one piece and thus be produced inexpensively. A time-consuming and therefore costly determination of respective transmission elements on the corresponding shaft can thus be omitted.
Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei Radebenen mittels zumindest einem Schaltelement auf der Hauptachse mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar. Auf diese Weise können beispielsweise, wenn Übertragungselemente mehrerer Radebenen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar oder koppelbar sind, eine Vielzahl von möglichen Gängen respektive Gangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, ohne dass es einer hohen Anzahl von Bauteilen hierfür bedarf. Conveniently, at least two wheel planes are connectable by means of at least one switching element on the main axis with at least one of the input shafts. In this way, for example, if transmission elements of a plurality of wheel planes can be connected or coupled to at least one of the input shafts, a multiplicity of possible gears or gear steps can be provided by the transmission, without requiring a large number of components for this purpose.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass zumindest ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht. Advantageously, at least one wheel plane is designed as a reverse gear. By means of the at least one reverse gear stage, the direction of rotation of the output shaft with respect to one of the input shafts can be reversed, so that at least one reverse gear can be provided for a vehicle, which substantially increases the flexibility with regard to the use of the transmission in different vehicles.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels einer Schalteinrichtung auf der Hauptachse oder auf der Nebenachse betätigbar. Ist die Rückwärtsgangstufe beispielsweise mit einer Schalteinrichtung auf der Nebenachse betätigbar, können weitere Schalteinrichtungen auf der Hauptachse hinsichtlich ihrer axialen Position näher an der Schalteinrichtung auf der Nebenachse angeordnet werden, was insgesamt den Bauraum des Getriebes entlang der Hauptachse und der Nebenachse verkleinert. Ist die Schalteinrichtung zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe auf der Hauptachse angeordnet, sind größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite des Getriebes mittels der Rückwärtsgangstufe übertragbar. Conveniently, the reverse gear stage is actuated by means of a switching device on the main axis or on the minor axis. If the reverse gear stage can be actuated, for example, with a switching device on the minor axis, further switching devices on the main axis can be arranged closer to the switching device on the minor axis with respect to their axial position, which overall reduces the installation space of the transmission along the main axis and the minor axis. If the shifting device is arranged on the main axle for actuating the reverse gear, larger torques can be transmitted from the input side to the output side of the transmission by means of the reverse gear step.
Vorteilhafterweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/oder an einer der Eingangswellen zu Hybridisierung des Getriebes angeordnet. Advantageously, an electric machine is arranged on at least one wheel plane and / or on at least one countershaft and / or on one of the input shafts for hybridization of the transmission.
Einer der erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor mit dem Getriebe zur Übertragung von Kräften zum Antrieb des Hybridfahrzeugs zusammenwirken sollen. Die Anbindung der zumindest einen elektrischen Maschine kann dabei an zumindest eine der Eingangswellen- oder Abtriebswelle oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement in Form eines Festrades oder Losrades einer der Radebenen angebunden sein. One of the advantages achieved is that the transmission can also be used in hybrid vehicles where both an electric machine and an internal combustion engine are to interact with the transmission to transmit forces to drive the hybrid vehicle. The connection of the at least one electric machine can be made to at least one of the input shaft or output shaft or at least one of the countershafts. The electric machine can also be connected to a transmission element in the form of a fixed wheel or idler gear of one of the wheel planes.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der
Eine zweite Anbindungs- oder Ankoppelmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich: An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und zum anderen an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine derart zusammen, so dass der Planetenträger an der zweiten Eingangswelle angreift. Die elektrische Maschine ist dabei an das Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Darüber hinaus kann ein weiteres Schaltelement in Form eines Überbrückungsschaltelementes angeordnet sein, welches derart mit dem Planetengetriebe zusammenwirkt, so dass bei betätigtem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine, der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle besteht, wohingegen bei nicht betätigtem, also geöffnetem, Überbrückungsschaltelement die vorgenannte drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der ersten und zweiten Eingangswelle nicht besteht, insbesondere also keine Drehzahlgleichheit zwischen den beiden Eingangswellen besteht. A second connection or Ankoppelmöglichkeit the electric machine to the transmission is possible by arranging a planetary gear in the transmission: To a first input shaft can be coupled via a corresponding switching element, in particular in the form of a clutch, an internal combustion engine. The electric machine engages on the one hand on a second input shaft and on the other hand to the first input shaft of the transmission via a planetary gear. When actuated, so closed disconnect clutch of the engine is also coupled via the planetary gear to the second input shaft. The planetary gear, comprising a planetary gear, a ring gear, planetary gears and a planet carrier, is designed in this way and cooperates with the internal combustion engine and the electric machine so that the planet carrier acts on the second input shaft. The electric machine is coupled to the sun gear of the planetary gear. In addition, a further switching element may be arranged in the form of a bridging switching element, which cooperates with the planetary gear, so that when actuated lock-up switching element a rotationally fixed connection between the electric machine, the first input shaft and the second input shaft, whereas not actuated, so open, Bridging switching element, the aforementioned non-rotatable connection between the electric machine and the first and second input shaft does not exist, in particular so there is no speed equality between the two input shafts.
Wird zwischen dem Schaltelement, welches zur Anbindung des Verbrennungsmotors an die erste Eingangswelle dient und Überbrückungsschaltelement ein weiteres Schaltelement angeordnet, ist mittels dieses weiteren Schaltelementes, insbesondere in Form eines Doppelschaltelementes, sowohl die vorgenannte erste Anbindungsmöglichkeit als auch die vorgenannte zweite Anbindungsmöglichkeit durch Betätigung des weiteren Schaltelementes möglich. If a further switching element is arranged between the switching element which serves to connect the internal combustion engine to the first input shaft and bridging switching element, by means of this further switching element, in particular in the form of a double switching element, both the abovementioned first connection possibility and the aforementioned second connection possibility by actuation of the further switching element possible.
Zweckmäßigerweise ist die elektrische Maschine an zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit einer Vorgelegewelle, ausgebildet als Vollwelle verbunden sind. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Anordnung bzw. -kopplung der elektrischen Maschine an das Getriebe und damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine auf das Getriebe, insbesondere letztendlich auf die Abtriebswelle, möglich. Conveniently, the electric machine is arranged on at least one of the wheel planes, which are connected to a countershaft, designed as a solid shaft. In this way, a particularly simple arrangement or coupling of the electric machine to the transmission and thus a reliable transmission of force and torque from the electric machine to the transmission, in particular ultimately to the output shaft, possible.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Radebenen mittels zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit zum einen die Flexibilität des Getriebes noch weiter gesteigert wird, da eine Vielzahl von möglichen Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen den Wellen des Vorgeleges mittels der zumindest zwei Radebenen und der Abtriebswelle ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass gleichzeitig ein kompakter Aufbau des Getriebes ermöglicht wird. Advantageously, at least two wheel planes can be connected to the output shaft by means of at least one switching element. One of the advantages achieved thereby is that on the one hand, the flexibility of the transmission is further increased, since a large number of possible connections or couplings between the shafts of the countershaft by means of at least two wheel planes and the output shaft is made possible. Another advantage is that at the same time a compact construction of the transmission is made possible.
Zweckmäßigerweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen, insbesondere sechs Radebenen, so angeordnet, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens fünf Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl an Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen. Conveniently, the N switching devices and the at least two wheel planes, in particular six wheel planes, arranged so that at least six forward gears and at least five reverse gears are represented by the transmission. In this way, the transmission can provide a sufficient number of forward gear ratios and reverse gear ratios for a variety of vehicles, particularly for both passenger cars and trucks.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Radebenen mittels zwei Schaltelementen auf der Nebenachse an zwei Vorgelegewellen koppelbar, wobei eine der beiden Vorgelegewellen als Vollwelle und die andere der beiden Vorgelegewellen als Hohlwelle ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Getriebes noch weiter gesteigert, in dem weitere Verbindungen mittels der Radebenen zwischen Wellen auf der Hauptachse und dem Vorgelege auf der Nebenachse ermöglicht werden, ohne dass der Bauraum des Getriebes wesentlich vergrößert wird. Advantageously, at least two wheel planes can be coupled by means of two switching elements on the minor axis to two countershafts, wherein one of the two countershafts is designed as a solid shaft and the other of the two countershafts as a hollow shaft. In this way, the flexibility of the transmission is further increased, are made possible in the further connections by means of the wheel planes between waves on the main axis and the countershaft on the minor axis without the space of the transmission is substantially increased.
Zweckmäßigerweise sind die N/2 Schalteinrichtungen, welche benachbart zur Seite des Antriebs angeordnet sind, auf der Nebenachse angeordnet. Auf diese Weise kann die zumindest eine Eingangswelle, beispielsweise mit Lastschaltelementen in Form von Kupplungen einfacher verbunden werden, da im Bereich der Seite des Antriebs auf der Hauptachse keine Schaltelemente angeordnet sind, welche Platz benötigen. Conveniently, the N / 2 switching means, which are arranged adjacent to the side of the drive, arranged on the minor axis. In this way, the at least one input shaft, for example, connected to load switching elements in the form of clutches easier be arranged because in the region of the side of the drive on the main axis no switching elements are arranged, which need space.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe direkt benachbart zur Seite des Abtriebs angeordnet. Ein Vorteil dabei ist, dass damit eine direkte Übertragung von Kraft und Drehmomenten mittels der Rückwärtsgangstufe von dem Vorgelege auf die Abtriebswelle ermöglicht wird und somit bei Betätigung der Schalteinrichtung für die Rückwärtsgangstufe große Drehmomente übertragen werden können. Darüber hinaus ist durch die Anordnung der Rückwärtsgangstufe im Bereich der Seite des Abtriebs eine einfachere Zugänglichkeit, beispielsweise im Wartungsfalle, der Rückwärtsgangstufe möglich. Advantageously, the reverse gear is arranged directly adjacent to the side of the output. An advantage of this is that it allows a direct transmission of power and torque by means of the reverse gear from the countershaft to the output shaft, and thus large torques can be transmitted when operating the switching device for the reverse gear. In addition, by the arrangement of the reverse gear in the region of the side of the output easier accessibility, for example in the case of maintenance, the reverse gear stage possible.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings, and from associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form In each case show in a schematic form
In
Weiterhin umfasst das Getriebe
Parallel zur Hauptachse
Im Folgenden werden nun die sieben Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 beschrieben. Das erste Schaltelement S1 ist auf der Hauptachse
Das dritte Schaltelement S3 ist auf der Nebenachse
Das fünfte Schaltelement S5 ist auf der Hauptachse
Das sechste Schaltelement S6 ist auf der Hauptachse
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 auf der Hauptachse
Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2 und SB4 bzw. die Schalteinrichtungen SE1, SE2 und SE4 können als Doppelsynchronisierungen ausgeführt sein. Die Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 bzw. die Schalteinrichtung SE3 kann als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein. The switching element actuators SB1, SB2 and SB4 or the switching devices SE1, SE2 and SE4 can be designed as double synchronizers. The switching element actuating device SB3 or the switching device SE3 can be designed as a single synchronization.
Insgesamt weist das Getriebe
Insgesamt können durch die Ausführungsformen der
In
In
Um den ersten Gang mittels des Getriebes
Somit können mittels der Schaltmatrix gemäß
In
In
In
In
In
In
In
In
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S7 beim Getriebe
Weiter können die erste Radebene I und die zweite Radebene II mittels zumindest eines Schaltelementes mit einer der Eingangswellen EW1, EW2 gekoppelt werden. Die erste Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels des fünften Schaltelementes S5 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die fünfte Radebene V und die sechste Radebene VI sind mittels zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle AW verbindbar bzw. koppelbar. Das Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Nebenachse
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S7 beim Getriebe
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei insgesamt sechs Radebenen I bis VI zumindest sechs Vorwärtsgänge und mindestens fünf Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden, bei lediglich sieben Schaltelementen und/oder lediglich vier Aktuatoren in Form der Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 zur Betätigung der sieben Schaltelemente. In summary, the present invention has the advantage that a reduction of the mechanical spread by winding the first forward gear is made possible. Another advantage is that the transmission has a good load shifting capability and a good hybridisability. A further advantage is that at a total of six wheel planes I to VI at least six forward gears and at least five reverse gears are provided with only seven switching elements and / or only four actuators in the form of switching devices SE1 to SE4 for actuating the seven switching elements.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
Das Getriebe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Getriebe transmission
- 2 2
- Hauptachse main axis
- 3 3
- Nebenachse minor axis
- 4 4
- Vorgelege countershaft
- I, II, III, IV, V, VI I, II, III, IV, V, VI
- Radebene wheel plane
- AW AW
- Abtriebswelle output shaft
- EW1, EW2 EW1, EW2
- Eingangswelle input shaft
- H1, H2, H3, H4 H1, H2, H3, H4
- Hohlwelle hollow shaft
- K1, K2 K1, K2
- Kupplung clutch
- S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7
- Schaltelement switching element
- SB1, SB2, SB3, SB4 SB1, SB2, SB3, SB4
- Schaltelementbetätigungseinrichtung Switching element actuator
- SE1, SE2, SE3, SE4 SE1, SE2, SE3, SE4
- Schalteinrichtung switching device
- VW1, VW2, VW3, VW4, VW5 VW1, VW2, VW3, VW4, VW5
- Vorgelegewelle Countershaft
- ZR ZR
- Zwischenrad idler
- AN AT
- Antrieb drive
- AB FROM
- Abtrieb output
- EM EM
- elektrische Maschine electric machine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006054281 A1 [0005] DE 102006054281 A1 [0005]
- DE 102010030569 A1 [0027] DE 102010030569 A1 [0027]
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---|---|---|---|---|
DE102006054281A1 (en) | 2006-11-17 | 2008-06-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Double clutch winding transmission |
DE102010030569A1 (en) | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid drive of a motor vehicle and method for its control |
-
2012
- 2012-02-29 DE DE201210203061 patent/DE102012203061A1/en not_active Withdrawn
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DE102006054281A1 (en) | 2006-11-17 | 2008-06-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Double clutch winding transmission |
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