DE102013223427A1 - Powershift transmission for a hybrid powertrain - Google Patents
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Abstract
Ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle (4) und einer Getriebeausgangswelle (5) und drei Leistungspfaden (L1, L2, L3) zwischen der Getriebeeingangswelle (4) und einem aus zwei Einzelplanetenradsätzen (P3, P4) bestehenden Hauptradsatz (HRS) mit vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichneten Wellen (W1, W2, W3, W4), wobei zumindest eine Elektromaschine (EM1) an die erste Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) angebunden ist, die erste Welle (W1) über ein erstes Schaltelement (C) festsetzbar ist und über ein zweites Schaltelement (B) mit dem zweiten Leistungspfad (L2) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (W2) über ein drittes Schaltelement (D) mit dem zweiten Leistungspfad (L2) und über ein viertes Schaltelement (E) mit dem dritten Leistungspfad (L3) verbindbar ist, wobei die dritte Welle (W3) ständig mit der Getriebeausgangswelle (5) verbunden ist, wobei die vierte Welle (W4) über ein fünftes Schaltelement (A) mit dem dritten Leistungspfad (L3) und über ein sechstes Schaltelement (F) mit dem ersten Leistungspfad (L1) verbindbar ist und die zweite Welle (W2) oder die vierte Welle (W4) über ein siebentes Schaltelement (G) festsetzbar ist.A gearbox with a gearbox input shaft (4) and a gearbox output shaft (5) and three performance paths (L1, L2, L3) between the gearbox input shaft (4) and a main wheel set (HRS) consisting of two single planetary gear sets (P3, P4) with four in speed order as First, second, third and fourth shaft designated shafts (W1, W2, W3, W4), wherein at least one electric machine (EM1) is connected to the first shaft (W1) of the main gear set (HRS), the first shaft (W1) via first switching element (C) can be fixed and can be connected to the second power path (L2) via a second switching element (B), the second shaft (W2) being connected to the second power path (L2) via a third switching element (D) and via a fourth Switching element (E) can be connected to the third power path (L3), the third shaft (W3) being permanently connected to the transmission output shaft (5), the fourth shaft (W4) being connected to the third power path (A) via a fifth switching element (A) L3) and over he a sixth switching element (F) can be connected to the first power path (L1) and the second shaft (W2) or the fourth shaft (W4) can be fixed via a seventh switching element (G).
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle und zumindest drei Leistungspfaden zwischen der Getriebeeingangswelle und einem aus zwei Einzelplanetenradsätzen bestehenden Hauptradsatz mit vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichneten Wellen, wobei zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Hauptradsatz drei Leistungspfade vorgesehen sind, wobei ein erster der Leistungspfade ein erstes festes Übersetzungsverhältnis, ein zweiter der Leistungspfade ein zweites festes Übersetzungsverhältnis und ein dritter der Leistungspfade ein drittes festes Übersetzungsverhältnis aufweist, wobei das dritte Übersetzungsverhältnis kleiner ist als das zweite Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis kleiner ist als das erste Übersetzungsverhältnis. The invention relates to a transmission with a transmission input shaft and a transmission output shaft and at least three power paths between the transmission input shaft and a consisting of two Einzelplanetenradsätzen main gear with four in speed order as the first, second, third and fourth wave called waves, between the transmission input shaft and the main gear three power paths wherein a first one of the power paths has a first fixed gear ratio, a second one of the power paths has a second fixed gear ratio and a third one of the power paths has a third fixed gear ratio, the third gear ratio being smaller than the second gear ratio and the second gear ratio being smaller than that first gear ratio.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor und zumindest eine Elektromaschine. Moreover, the invention relates to a hybrid powertrain for a motor vehicle comprising at least one internal combustion engine and at least one electric machine.
Ein Getriebe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Aus dem Stand der Technik ist darüber hinaus ein Hybridantriebstrang für ein Fahrzeug mit einem Getriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt geworden. Hierbei kommt ein nichtkoaxial aufgebautes Lepelletier-Getriebe, welches um einen zusätzlichen dritten Leistungspfad erweitert wurde zum Einsatz. Die Drehzahl, welche der zusätzliche dritte Leistungspfad liefert, liegt oberhalb der Drehzahlen der beiden anderen Leistungspfade des Lepelletier-Getriebes und ermöglicht drei weitere Overdrive-Gänge. Die Drehzahlen der drei Leistungspfade werden über Stirngetriebe realisiert. Das bekannte Getriebe ist achsparallel aufgebaut und durch eine Elektromaschine lastschaltbar, weist jedoch den Nachteil auf, dass mit einem hohen Bauaufwand mit mehreren Stirntrieben nur neun Vorwärtsgänge realisiert sind. Darüber hinaus ist eine übliche Standard- bzw. Koaxialbauweise bei dem bekannten Getriebe nur mit einem weiteren Stirntrieb umsetzbar. Moreover, a hybrid powertrain for a vehicle having a transmission with nine forward gears and one reverse gear has become known from the prior art. Here comes a non-coaxial Lepelletier gearbox, which has been extended by an additional third power path. The speed provided by the additional third power path is above the speeds of the other two power paths of the Lepelletier transmission and allows three more overdrive gears. The speeds of the three power paths are realized via face gear. The known transmission is constructed parallel to the axis and power switchable by an electric machine, however, has the disadvantage that only nine forward gears are realized with a high construction cost with multiple spur gears. In addition, a standard standard or coaxial design in the known transmission can only be implemented with a further spur drive.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe für einen Hybridantriebsstrang zu schaffen, mit welchem mehr als neun Vorwärtsgänge aufweist und einen einfachen Aufbau für eine im Standardantrieb übliche Koaxialbauweise ermöglicht. It is therefore an object of the invention to provide a transmission for a hybrid powertrain, with which more than nine forward gears and allows a simple structure for a standard drive common Koaxialbauweise.
Diese Aufgabe wird mit einem Getriebe der eingangs genannte Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine Elektromaschine an die erste Welle des Hauptradsatzes angebunden ist, wobei die erste Welle über ein erstes Schaltelement festsetzbar ist und über ein zweites Schaltelement mit dem zweiten Leistungspfad verbindbar ist, wobei die zweite Welle über ein drittes Schaltelement mit dem zweiten Leistungspfad und über ein viertes Schaltelement mit dem dritten Leistungspfad verbindbar ist, wobei die dritte Welle ständig mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist, wobei die vierte Welle über ein fünftes Schaltelement mit dem dritten Leistungspfad und über ein sechstes Schaltelement mit dem ersten Leistungspfad verbindbar ist, wobei die zweite Welle oder die vierte Welle über ein siebentes Schaltelement festsetzbar ist. This object is achieved with a transmission of the aforementioned type according to the invention that at least one electric machine is connected to the first shaft of the main gearset, wherein the first shaft is fixable via a first switching element and is connectable via a second switching element to the second power path, wherein the second shaft is connectable to the second power path via a third switching element and to the third power path via a fourth switching element, the third shaft being permanently connected to the transmission output shaft, the fourth shaft being connected to the third power path via a fifth switching element and a sixth power path Switching element with the first power path is connectable, wherein the second shaft or the fourth shaft via a seventh switching element can be fixed.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich vor allem durch einen wesentlich reduzierten und vereinfachten Aufbau aus, wodurch sich auch eine Optimierung hinsichtlich des Gesamtgewichts und des erforderlichen Einbauraums erzielen lässt. Je zwei Schaltelemente können mittels eines doppeltwirkenden Aktuators wechselweise betätigbar sein. Hierbei kann ein Schließen eines ersten Schaltelements ein Öffnen eines zweiten Schaltelementes zur Folge haben. Alle in diesem Dokument genannten Schaltelemente können bevorzugt als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Klauenschaltelemente, insbesondere Klauenkupplungen oder Klauenbremsen, ausgebildet sein. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, dass sich ein degressiver Gangsprungverlauf erzielen lässt. Ein degressiver Gangsprungverlauf bedeutet, dass die Gangsprünge mit höher werdenden Gängen kleiner werden. Darüber hinaus benötigen die verwendeten Schaltelemente keine Synchronisiereinrichtung, da eine Synchronisierung der Schaltelemente über die Elektromaschine und einen Verbrennungsmotor in einem lastlosen Zustand erfolgen kann. Darüber hinaus kann die Elektromaschine als Drehzahlgeber (Resolver) dienen. Hierbei können undefinierte Drehzahlzustände an den Planetenradsätzen innerhalb und außerhalb der Schaltung der Gänge durch stets definierte Drehzahlen an der Elektromaschine am Antrieb und am Abtrieb vermieden werden. Darüber hinaus kann auch eine Lastschaltung beim verbrennungsmotorischen Fahren über die Elektromaschine erfolgen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Starten, Anfahren, Reversieren, Boosten, sowie Rekuperieren über die Elektromaschine erfolgen kann. The solution according to the invention is characterized above all by a substantially reduced and simplified design, which also allows an optimization with regard to the total weight and the required installation space to be achieved. Each two switching elements can be actuated alternately by means of a double-acting actuator. In this case, a closing of a first switching element can result in an opening of a second switching element. All switching elements mentioned in this document may preferably be designed as form-locking switching elements, for example as claw switching elements, in particular jaw clutches or claw brakes. Another advantage of the transmission according to the invention is that it can achieve a degressive transition jump course. A degressive gear jump course means that the gear jumps become smaller with higher gears. In addition, the switching elements used need no synchronizer, since a synchronization of the switching elements via the electric machine and an internal combustion engine can be carried out in a no-load condition. In addition, the electric machine can serve as a speed sensor (resolver). In this case, undefined rotational speed states at the planetary gearsets inside and outside the shifting gears can be avoided by always defined rotational speeds on the electric machine at the drive and at the output. In addition, a load circuit in internal combustion engine driving can be done via the electric machine. Another advantage of the invention is that starting, starting, reversing, boosting and recuperation can take place via the electric machine.
Die verwendeten Planetengetriebe sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad. Gemäß der Erfindung kann ein Minus-Planetenradsatz jedoch auch durch einen Plus-Planetenradsatz ersetzt werden, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung des Planetenradsatzes im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. The planetary gears used are preferably designed as negative planetary gear sets. A simple minus planetary gear set includes a sun gear, a ring gear, and a land on which planet gears are rotatably mounted, each meshing with the sun gear and the ring gear. This shows the ring gear at a fixed web on a direction opposite to the sun gear direction of rotation. In contrast, a simple plus planetary gear includes a sun gear, a ring gear and a web on which inner and outer planetary gears are rotatably mounted, all inner planetary gears mesh with the sun gear and all outer planetary gears with the ring gear, each inner planetary gear, each with an outer Planet wheel meshes. As a result, the ring gear has the same direction of rotation when holding the web as the sun gear. According to the invention, however, a minus planetary gear set can also be replaced by a positive planetary gear set, if at the same time the web and Hohlradanbindung exchanged and the amount of stationary translation of the planetary gear is increased by 1 compared to the design as a minus planetary gear.
Eine Ausführungsform der Erfindung, welche mit einer geringen Zahl an erforderlichen Schaltelementen auskommt und Doppelschaltungen bei sequentieller Schaltweise vermeidet, sieht vor, dass durch selektives paarweises Eingreifen der sieben Schaltelemente vierzehn Vorwärtsgänge realisierbar sind, wobei zwölf der vierzehn Vorwärtsgänge lastschaltbar und gruppenschaltungsfrei schaltbar sind, wobei sich der erste Vorwärtsgang durch Schließen des sechsten Schaltelements und des ersten Schaltelements, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen des sechsten Schaltelements und des zweiten Schaltelements, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen des sechsten Schaltelements und des dritten Schaltelements, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements und des zweiten Schaltelements, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements und des ersten Schaltelements, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements, der siebente Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelements und des fünften Schaltelements, der achte Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelements und des fünften Schaltelements, der neunte Vorwärtsgang durch Schließen des vierten Schaltelements und des fünften Schaltelements, der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelements und des vierten Schaltelements, der elfte Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelements und des vierten Schaltelements und sich ein weiterer Gang durch Schließen des sechsten Schaltelements und des vierten Schaltelements ergibt, und für den Fall, dass über das siebente Schaltelement die zweite Welle festsetzbar ist, ein Kriechgang durch Schließen des siebenten und des sechsten Schaltelements erzeugt wird und ein Rückwärtsgang durch Schließen des zweiten und siebenten Schaltelements erzeugt wird, und ein weiterer Gang durch Schließen des siebenten und des fünften Schaltelements erzeugt wird. An embodiment of the invention, which manages with a small number of required switching elements and avoids double circuits in sequential switching manner, envisages that fourteen forward gears can be realized by selective pairwise engagement of the seven switching elements, wherein twelve of the fourteen forward gears are shiftable and group circuit-free switchable the first forward speed by closing the sixth shift element and the first shift element, the second forward speed by closing the sixth shift element and the second shift element, the third forward speed by closing the sixth shift element and the third shift element, the fourth forward speed by closing the third shift element and the second Shift element, the fifth forward speed by closing the third switching element and the first switching element, the sixth forward speed by closing the third switching element and the fifth The seventh forward speed by closing the first shift element and the fifth shift element, the eighth forward speed by closing the second shift element and the fifth shift element, the ninth forward speed by closing the fourth shift element and the fifth shift element, the tenth forward speed by closing the second shift element and of the fourth shift element, the eleventh forward speed by closing the first shift element and the fourth shift element, and another speed by closing the sixth shift element and the fourth shift element, and in the event that the second shaft can be fixed via the seventh shift element, a creeper is generated by closing the seventh and sixth switching elements and a reverse gear is generated by closing the second and seventh switching element, and another gear by closing the seventh and the fifth switching element erze will be.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Welle über das siebente Schaltelement festsetzbar ist und durch Schließen des siebenten Schaltelements und des sechsten Schaltelements ein Kriechgang erzeugt wird, und durch Schließen des siebenten und des zweiten Schaltelements ein Rückwärtsgang erzeugt wird, und ein weiterer Gang durch Schließen des siebenten und des fünften Schaltelements erzeugt wird. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the second shaft via the seventh switching element can be fixed and by closing the seventh switching element and the sixth switching element creep is generated, and by closing the seventh and second switching element is a reverse gear is generated, and another gear is generated by closing the seventh and fifth switching elements.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der dritte Leistungspfad durch die Getriebeeingangswelle gebildet ist, wobei der zweite Leistungspfad einen ersten als Underdrive-Planentenradsatz ausgebildeten Planetenradsatz zum Abgeben einer Drehzahl kleiner als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle umfasst, wobei der erste Leistungspfad einen zweiten als Underdrive-Planetenradsatz ausgebildeten Planetenradsatz zum Abgeben einer Drehzahl kleiner als die Drehzahl des zweiten Leistungspfades aufweist, dessen Eingang an ein drehzahlreduziertes Element des Underdrive-Planentenradsatzes des zweiten Leistungspfades angeschlossen ist. According to a further advantageous variant of the invention, it is provided that the third power path is formed by the transmission input shaft, wherein the second power path comprises a first planetary gear set designed as an underdrive planetary gear set for outputting a rotational speed less than the rotational speed of the transmission input shaft, wherein the first power path second formed as an underdrive planetary gear set for outputting a speed less than the speed of the second power path, whose input is connected to a speed-reduced element of the Underdrive Planentenradsatzes the second power path.
Eine weitere günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Steg des ersten Einzelplanetenradsatzes des Hauptradsatzes mit einem Hohlrad des zweiten Einzelplanetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Einzelplanetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Einzelplanetenradsatzes verbunden ist, wobei der Steg des zweiten Einzelplanetenradsatzes fest mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. A further favorable embodiment of the invention is that the web of the first Einzelplanetenradsatzes the main gearset is connected to a ring gear of the second Einzelplanetenradsatzes the main gearset, wherein the ring gear of the first Einzelplanetenradsatzes is connected to the sun gear of the second Einzelplanetenradsatzes, the web of the second Einzelplanetenradsatzes fixed is connected to the transmission output shaft.
Die oben genannte Aufgabe lässt sich auch mit einem Hybridantriebsstrang der eingangs genannte Art erfindungsgemäß dadurch lösen, dass er ein Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist. The above object can also be achieved with a hybrid drive train of the type mentioned in the present invention that it has a transmission according to one of
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zumindest eine zweite mit dem Verbrennungsmotor über zumindest ein achtes Schaltelement lösbar verbindbare Elektromaschine, vorzugsweise in Form eines Anlassers oder Starter-Generators, vorgesehen sein, die mit dem Getriebeeingang verbunden ist. Bei dieser Variante der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass durch Öffnen des siebenten Schaltelements ein rein elektrischer, lastschaltbarer Fahrbetrieb in allen Gängen ermöglicht ist. Weitere mit dieser Ausführungsform verbundene Vorteile bestehen darin, dass sich ein batteriegrößenunabhängiges System ergibt, da ein verbrennungsmotorisch – elektrisches Fahren möglich wird. Auch ist ein generatorischer Betrieb zum Abbremsen des Verbrennungsmotors, insbesondere während der Hochschaltung von dem ersten in den zweiten oder vom zweiten in den dritten Gang, möglich. According to a further embodiment of the invention, at least one second to the internal combustion engine via at least one eighth switching element releasably connectable electric machine, preferably in the form of a starter or starter generator, may be provided, which is connected to the transmission input. In this variant of the invention there is the advantage that by opening the seventh switching element a purely electric, power-shiftable driving operation in all gears is possible. Further advantages associated with this embodiment are that a system independent of battery size results since internal combustion engine-electric driving becomes possible. Also, a regenerative operation for braking the internal combustion engine, in particular during the upshift from the first to the second or from the second to the third gear, possible.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung, welche ein rein elektrisches (nicht lastschaltbares) Fahren ohne Betätigung des als Bremse ausgebildeten ersten Schaltelements ermöglicht, sieht vor, dass die zweite Elektromaschine über ein neuntes Schaltelement mit dem Getriebeeingang lösbar verbindbar ist. A further advantageous variant of the invention, which allows a purely electric (not power-shiftable) driving without actuation of the brake element designed as the first switching element, provides that the second electric machine via a ninth switching element to the transmission input is detachably connectable.
Ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau ergibt sich dadurch, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement und/oder das achte Schaltelement und das neunte Schaltelement jeweils durch einen doppeltwirkenden Aktuator betätigbar sind. A particularly simple and space-saving construction results from the fact that the first switching element and the second switching element and / or the third switching element and the fourth switching element and / or the fifth switching element and the sixth switching element and / or the eighth switching element and the ninth switching element respectively a double-acting actuator can be actuated.
Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen schematisch: The invention together with further advantages will be explained below with reference to some non-limiting embodiments, which are illustrated in the drawings. In these show schematically:
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Die Beschreibung der Figuren erfolgt figurenübergreifend. By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. The description of the figures is cross-figurative.
Gemäß
Der Hauptradsatz HSR weist vier in Drehzahlordnung, d.h. nach ihrer Reihenfolge in einem Drehzahlplan, als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete drehbare Wellen W1, W2, W3, W4 auf. Die erste Welle W1 ist über ein erstes Schaltelement C festsetzbar und über ein zweites Schaltelement B mit dem zweiten Leistungspfad L2 verbindbar. Die zweite Welle W2 kann über ein drittes Schaltelement D mit dem zweiten Leistungspfad L2 und über ein viertes Schaltelement E mit dem dritten Leistungspfad L3 verbunden und über ein siebentes Schaltelement G festgesetzt werden. Die dritte Welle W3 ist ständig mit der Getriebeausgangswelle
Durch selektives paarweises Eingreifen der sieben Schaltelemente A, B, C, D, E, F, G des Getriebes sind vierzehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang, nachfolgend auch als R-Gang bezeichnet, realisiert wobei zwölf der vierzehn Vorwärtsgänge lastschaltbar und gruppenschaltungsfrei schaltbar sind. Unter dem Begriff „gruppenschaltungsfrei schaltbar“ wird in dem vorliegenden Zusammenhang verstanden, dass bei einem Schalten in einen nächsthöheren oder nächstniederen Gang nur ein Schaltelement geöffnet und ein anderes Schaltelement geschlossen wird. By selective pairwise engagement of the seven switching elements A, B, C, D, E, F, G of the transmission are fourteen forward gears and a reverse gear, hereinafter also referred to as R-gear realized, wherein twelve of the fourteen forward gears are shiftable and switchable group circuit. The term "group-circuit-free switchable" is understood in the present context that when switching to a next higher or next lower gear only one switching element is opened and another switching element is closed.
Aus dem in
Ein erster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des ersten Schaltelements C, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des zweiten Schaltelements B, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des dritten Schaltelements D, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements D und des zweiten Schaltelements B, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements D und des ersten Schaltelements C, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements D und des fünften Schaltelements A, der siebente Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelements C und des fünften Schaltelements A, der achte Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements A, der neunte Vorwärtsgang durch Schließen des vierten Schaltelements E und des fünften Schaltelements A, der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements E, der elfte Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelements C und des vierten Schaltelements E. Ein weiterer Gang ergibt sich durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des vierten Schaltelements E. A first forward speed is obtained by closing the sixth shift element F and the first shift element C, the second forward speed by closing the sixth shift element F and the second shift element B, the third forward speed by closing the sixth shift element F and the third shift element D, the fourth forward speed by closing the third shift element D and the second shift element B, the fifth forward speed by closing the third shift element D and the first shift element C, the sixth forward speed by closing the third shift element D and the fifth shift element A, the seventh forward speed by closing the first shift element C and the fifth shift element A, the eighth forward speed by closing the second shift element B and the fifth shift element A, the ninth forward speed by closing the fourth shift element E and the fifth shift element A, the tenth forward speed by Schli eßen the second switching element B and the fourth switching element E, the eleventh forward gear by closing the first switching element C and the fourth switching element E. Another gear is obtained by closing the sixth switching element F and the fourth switching element E.
Ein Kriechgang ergibt sich durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des siebenten Schaltelements G. Ein R-Gang ergibt sich durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des siebenten Schaltelements G. A Kriechgang results by closing the sixth switching element F and the seventh switching element G. An R-gear is obtained by closing the second switching element B and the seventh switching element G.
Gemäß
Die Elektromaschine EM1 kann ständig an die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS angebunden sein. Alternativ zu einer ständigen Anbindung kann die Elektromaschine EM1 jedoch auch zu- und wegschaltbar, direkt oder über ein Getriebe, insbesondere ein Riemen-, Ketten-, Stirnrad- oder Planetengetriebe an die erste Welle W1 angebunden sein. The electric machine EM1 can be permanently connected to the first shaft W1 of the main gearset HRS. As an alternative to a permanent connection, however, the electric machine EM1 can also be connected to and disconnected from, directly or via a gear, in particular a belt, chain, spur gear or planetary gear, to the first shaft W1.
Die Getriebeausgangswelle
Der dritte Leistungspfad L3 ist durch die Getriebeeingangswelle
Wie aus
Ein Steg ST3 des ersten Einzelplanetenradsatzes P3 des Hauptradsatzes HRS kann mit einem Hohlrad HO4 des zweiten Einzelplanetenradsatzes P4 des Hauptradsatzes HRS verbunden sein (Welle W2). Das Hohlrad HO3 des ersten Einzelplanetenradsatzes P3 ist in diesem Fall mit dem Sonnenrad SO4 des zweiten Einzelplanetenradsatzes P4 verbunden (Welle W4), wobei der Steg ST4 (Welle W3) des zweiten Einzelplanetenradsatzes P4 fest mit der Getriebeausgangswelle
Der Einzelplanetenradsatz P4 dessen Sonnenrad SO4 mit dem Hohlrad HO3 des Einzelplanetenradsatzes P3 verbunden ist, kann zumindest einen langen Planeten und ein mit diesem kämmendes geteiltes Hohlrad HO4 zur Durchführung der Drehzahl des Steges ST4 für den Abtrieb für den Fall der Standardgetriebebauwiese enthalten. The Einzelplanetenradsatz P4 whose sun gear SO4 is connected to the ring gear HO3 of the Einzelplanetenradsatzes P3, at least one long planetary and a combing with this split ring gear HO4 for carrying out the speed of the web ST4 for the output in the case of standard gearbox construction included.
Wie aus
Ist das Schaltelement K1 vorgesehen, so kann durch Öffnen des Schaltelementes ein rein elektrischer (nicht lastschaltbarer) Fahrbetrieb realisiert sein. Jedes der Schaltelemente K0 oder K1 für sich alleine also ohne Realisierung des jeweils anderen Schaltelementes K0 oder K1 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, so wie in
An dieser Stelle sei auch darauf hingewiesen, dass bei allen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Schaltelemente A, B, D, E, F, G sowie die Schaltelemente K0, K1 bevorzugt als Klauenkupplungen ausgeführt sind, während die Schaltelemente C und G als Bremsen ausgebildet sind. Auch können bei allen Ausführungsformen der Erfindung das erste Schaltelement C und das zweite Schaltelement B und/oder das dritte Schaltelement D und das vierte Schaltelement E und/oder das fünfte Schaltelement A und das sechste Schaltelement F und/oder das achte Schaltelement K0 und das neunte Schaltelement K1 jeweils durch einen doppeltwirkenden Aktuator betätigbar sein. Somit kann jeweils ein Paar von Schaltelementen durch einen einzigen Aktuator betätigt werden. Wodurch sich der Aufbau vereinfacht sowie der erforderliche Bauraum und die Herstellungskosten verringert werden können. It should also be noted that in all described embodiments of the invention, the switching elements A, B, D, E, F, G and the switching elements K0, K1 are preferably designed as jaw clutches, while the switching elements C and G are designed as brakes , Also, in all embodiments of the invention, the first switching element C and the second switching element B and / or the third switching element D and the fourth switching element E and / or the fifth switching element A and the sixth switching element F and / or the eighth switching element K0 and the ninth Switching element K1 each be actuated by a double-acting actuator. Thus, each pair of switching elements can be actuated by a single actuator. This simplifies the construction as well as the required installation space and the manufacturing costs can be reduced.
Wie dem in
Ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors
Zum Starten des Verbrennungsmotors
Ein rein elektrisches Fahren in einem Gang ist ebenfalls möglich (Vorwärts-/Rückwärtsanfahren). Hier ist die Übersetzung des rein elektrischen Ganges 11,25. Je nach Gesamtübersetzung und Drehzahlgrenze der elektrischen Maschine können Geschwindigkeiten über 30 km/h erreicht werden. A purely electric driving in a gear is also possible (forward / backward driving). Here is the translation of the purely electric gear 11,25. Depending on the overall ratio and speed limit of the electric machine, speeds over 30 km / h can be achieved.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 2 2
- Steuerung control
- 3 3
- elektrischer Energiespeicher electrical energy storage
- 4 4
- Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
- 5 5
- Getriebeausgangswelle Transmission output shaft
- 6 6
- Torsionselement torsion
- VM VM
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- EM1 EM1
- erste Elektromaschine first electric machine
- EM2 EM2
- zweite Elektromaschine second electric machine
- P1 P1
- erstes Planetengetriebe first planetary gear
- P2 P2
- zweites Planetengetriebe second planetary gear
- P3 P3
- drittes Planetengetriebe third planetary gear
- P4 P4
- viertes Planetengetriebe fourth planetary gear
- HRS HRS
- Hauptradsatz main gear
- W1 W1
- erste Welle Hauptradsatz first shaft main gearset
- W2 W2
- zweite Welle Hauptradsatz second shaft main gearset
- W3 W3
- dritte Welle Hauptradsatz third wave main gearset
- W4 W4
- vierte Welle Hauptradsatz fourth wave main gearset
- VRS VRS
- Vorschaltradsatz gearset
- W1VS W1VS
- erste Welle Vorschaltradsatz first shaft transfer gearset
- W2VS W2VS
- zweite Welle Vorschaltradsatz second shaft gearset
- W3VS W3VS
- dritte Welle Vorschaltradsatz third wave gearset
- W4VS W4VS
- vierte Welle Vorschaltradsatz fourth wave gearset
- C C
- erstes Schaltelement first switching element
- B B
- zweites Schaltelement second switching element
- D D
- drittes Schaltelement third switching element
- E e
- viertes Schaltelement fourth switching element
- A A
- fünftes Schaltelement fifth switching element
- F F
- sechstes Schaltelement sixth switching element
- G G
- siebentes Schaltelement seventh switching element
- K0 K0
- achtes Schaltelement eighth switching element
- K1 K1
- neuntes Schaltelement ninth switching element
- SO1 SO1
- Sonnenrad des ersten Planetengetriebes Sun gear of the first planetary gear
- ST1 ST1
- Steg des ersten Planetengetriebes Bridge of the first planetary gear
- HO1 HO1
- Hohlrad des ersten Planetengetriebes Ring gear of the first planetary gear
- SO2 SO2
- Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes Sun gear of the second planetary gear
- ST2 ST2
- Steg des zweiten Planetengetriebes Bridge of the second planetary gear
- HO2 HO2
- Hohlrad des zweiten Planetengetriebes Ring gear of the second planetary gear
- SO3 SO3
- Sonnenrad des dritten Planetengetriebes Sun gear of the third planetary gear
- ST3 ST3
- Steg des dritten Planetengetriebes Bridge of the third planetary gear
- HO3 HO3
- Hohlrad des dritten Planetengetriebes Ring gear of the third planetary gear
- SO4 SO4
- Sonnenrad des vierten Planetengetriebes Sun gear of the fourth planetary gear
- ST4 ST4
- Steg des vierten Planetengetriebes Bridge of the fourth planetary gear
- HO4 HO4
- Hohlrad des vierten Planetengetriebes Ring gear of the fourth planetary gear
- L1 L1
- erster Leistungspfad first performance path
- L2 L2
- zweiter Leistungspfad second power path
- L3 L3
- dritter Leistungspfad third power path
- i1 i1
- erstes Übersetzungsverhältnis first gear ratio
- i2 i2
- zweites Übersetzungsverhältnis second gear ratio
- i3 i3
- drittes Übersetzungsverhältnis third gear ratio
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0434525 A1 [0003] EP 0434525 A1 [0003]
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