DE102016209068A1 - Switchable transmission - Google Patents
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Abstract
Schaltbares Getriebe für ein Kraftfahrzeug zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses zwischen einer Getriebeeingangs- (1) und einer Getriebeausgangswelle (2) mit einem Synchronisationsmotor (8), einem Umlaufgetriebe mit einer Mehrzahl von Planetengetrieberadsätzen (5, 6, 7, 16), einem Getriebegehäuse (4) und mit einer Mehrzahl an Drehmomentübertragungseinrichtung (10, 11, 12, 13, 14, 15), welche zum stillstandsfreien Verändern dieses Übersetzungsverhältnisses eingerichtet sind, wobei die Getriebeeingangswelle (1) mit einer Primärantriebsmaschine zur Aufnahme einer Antriebsleistung koppelbar ist und die Getriebeeingangswelle (2) beim stillstandsfreien Verändern des Übersetzungsverhältnisses eine von Null verschiedene Getriebeeingangsdrehzahl aufweist und, wobei die Getriebeausgangswelle zum Abgeben dieser Antriebsleistung zu einem Radantrieb eingerichtet und mit diesem gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass von mehr als einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen (10, 11, 12, 13, 14, 15) jeweils eine Eingangsseite (10.E, 11.E, 12.E, 13.E, 14.E, 15.E) dieser mit dem Synchronisationsmotor (8) drehmomentleitend verbunden ist, so dass beim stillstandsfreien Verändern des Übersetzungsverhältnisses die Drehzahl der Eingangsseite (10.E, 11.E, 12.E, 13.E, 14.E, 15.E) mit einer Drehzahl einer Ausgangsseite dergleichen Drehmomentübertragungseinrichtung (10, 11, 12, 13, 14, 15), mittels des Synchronisationsmotors (8), synchronisierbar ist und, dass eine Mehrzahl dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen (10, 11, 12, 13, 14, 15) als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen ausgebildet sind.A shiftable transmission for a motor vehicle for varying the transmission ratio between a transmission input (1) and a transmission output shaft (2) with a synchronization motor (8), a planetary gear with a plurality of Planetengetriebadsätzen (5, 6, 7, 16), a transmission housing (4 ), and with a plurality of torque transmitting means (10, 11, 12, 13, 14, 15), which are adapted for non-stop changing this transmission ratio, wherein the transmission input shaft (1) with a prime mover for receiving a drive power is coupled and the transmission input shaft (2 ) has a non-zero transmission input speed when the gear ratio is changed without stopping, and wherein the transmission output shaft is arranged and coupled to a wheel drive for outputting this drive power, characterized in that more than one of the torque transmitting devices (10, 11, 12, 13, 14, 15) in each case an input side (10.E, 11.E, 12.E, 13.E, 14.E, 15.E) of these with the synchronization motor (8) connected in a torque-conducting manner is such that at the standstill-free changing of the transmission ratio, the speed of the input side (10.E, 11.E, 12.E, 13.E, 14.E, 15.E) with a speed of an output side of the same torque transmitting device (10, 11, 12, 13, 14, 15), by means of the synchronization motor (8), and that a plurality of these torque transmission devices (10, 11, 12, 13, 14, 15) are designed as positive torque-transmitting devices.
Description
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Getriebe gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs für ein Kraftfahrzeug, derartige Getriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere aus der
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Kraftfahrzeuggetriebes beschrieben, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung zu verstehen.The invention will be described below with reference to a motor vehicle transmission, this is not to be understood as a limitation of the invention.
Im Kraftfahrzeugbau ist eine allgemeine Entwicklungstendenz die Steigerung der Effizienz des Antriebsstrangs. Dem Getriebe als Teil des Antriebsstrangs kommt dabei Bedeutung zu. Häufig werden in einem solchen Antriebsstrang schaltbare Getriebe, d. h. Getriebe, bei welchen das Übersetzungsverhältnis zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle in diskreten Stufen, sogenannten Gängen oder Gangstufen, veränderbar ist, verwendet. Solche schaltbaren Getriebe werden häufig als sogenannte Automatikgetriebe mit einer Kombination aus mehreren Planetengetrieberadsätzen ausgebildet. Zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses sind in diesen Getrieben Bremsen und Kupplungen, allgemein Drehmomentübertragungseinrichtungen, vorgesehen, mit welchen einzelne Elemente der Planetengetrieberadsätze und/oder das Getriebegehäuse, miteinander selektiv koppelbar sind.In the automotive industry, a general trend is to increase the efficiency of the powertrain. The transmission as part of the powertrain is important here. Often, in such a powertrain, shiftable transmissions, i. H. Transmission in which the transmission ratio between a transmission input shaft and a transmission output shaft in discrete stages, so-called gears or grades, is changeable used. Such shiftable transmissions are often designed as so-called automatic transmissions with a combination of several Planetengetriebadsätzen. To change the gear ratio brakes and clutches, generally torque transmitting devices are provided in these transmissions, with which individual elements of the Planetengetrieberadsätze and / or the gear housing, with each other are selectively coupled.
Um komfortable Schaltvorgänge zu realisieren, sind diese Drehmomentübertragungseinrichtungen als reibschlüssige Einrichtungen ausgebildet, so ist eine überschneidende Steuerung dieser ermöglicht, also ein Schließen der einen Einrichtung und ein zeitgleiches Öffnen der anderen. In solchen reibschlüssigen Einrichtungen fallen Verluste an. Durch Reibverluste während des allmählichen Öffnens oder Schließens verursachte Wärme ist durch Getriebeöl abführbar, dieses Getriebeöl ruft in geöffneten Zustand der Einrichtung Scherreibungsverluste hervor. Weiter ist zu Aktuierung der Drehmomentübertragungseinrichtung, auch wenn diese geschlossen ist und bleibt, ein Hydraulikdruck vorzusehen, zu dessen Bereitstellung Energie notwendig ist (normaly open Drehmomentübertragungseinrichtung).In order to realize comfortable switching operations, these torque transmission devices are designed as frictional devices, so an overlapping control of this is possible, ie a closing of the one device and a simultaneous opening of the other. In such frictional devices incurred losses. Heat caused by frictional losses during gradual opening or closing can be dissipated by transmission oil, this transmission oil, in the opened state of the device, causes shear friction losses. Next is to actuation of the torque transmitting device, even if it is closed and remains to provide a hydraulic pressure, the provision of energy is necessary (normaly open torque transmission device).
Die
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein schaltbares Getriebe mit einer verbesserten Effizienz anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein schaltbares Getriebe gemäß dem ersten Patentanspruch gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is an object of the invention to provide a shiftable transmission with improved efficiency. This object is achieved by a shiftable transmission according to the first claim, preferred developments are the subject of the dependent claims.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem schaltbaren Getriebe eine Einrichtung zum stufenweisen, ändern eines Übersetzungsverhältnisses zwischen einer Getriebeeingangswelle zu einer Getriebeausgangswelle zu verstehen, sogenanntes Geschwindigkeitswechselgetriebe. Vorzugsweise weist ein solches schaltbares Getriebe eine Vielzahl von Zahnräder zur Leistungsübertragung auf, weiter vorzugsweise ist durch eine Drehzahlüberlagerung innerhalb des schaltbaren Getriebes eine kontinuierliche Veränderung eines Drehzahlverhältnisses zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle des schaltbaren Getriebes ermöglicht. Vorzugsweise weist ein solches schaltbares Getriebe zum Bereitstellen der Übersetzungen ein Umlaufgetriebe mit einer Mehrzahl an Planetengetrieberadsätzen auf.In the context of the invention, a switchable transmission means a stepwise change of a transmission ratio between a transmission input shaft to a transmission output shaft, so-called speed change transmission. Preferably, such a shiftable transmission has a plurality of gears for power transmission, more preferably, a continuous change of a speed ratio between a transmission input shaft and a transmission output shaft of the shiftable transmission is made possible by a rotational speed superposition within the shiftable transmission. Preferably, such a shiftable transmission for providing the translations on a planetary gear with a plurality of Planetengetriebadsätzen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Umlaufgetriebe eine Einrichtung mit einer Vielzahl konzentrisch angeordneten Zahnrädern aufzufassen, wobei in diesem Umlaufgetriebe sogenannten Planetenräder angeordnet sind, welche um ein oder mehrere Zentral- oder Sonnenräder umlaufen und weiter mit sogenannten Hohlräder oder den zuvor genannten Zentralrädern oder beiden zur Leistungsübertragung kämmen.In the context of the invention, a device with a plurality of concentrically arranged gears is to be understood as an epicyclic gear, in which epicyclic so-called planetary gears are arranged, which revolve around one or more central or sun gears and further with so-called ring gears or the aforementioned central wheels or both Combing power transmission.
Vorzugsweise sind in einem Umlaufgetriebe mehrere Planetengetrieberadsätze selektiv miteinander koppelbar, d. h. dass einzelne Elemente des einen Planetengetrieberadsatzes sind mit einzelnen Elementen eines anderen Planetengetrieberadsatzes des Umlaufgetriebes oder des gleichen Planetengetrieberadsatzes oder mit einem Getriebegehäuse selektiv koppelbar. Insbesondere durch diese selektive Kopplung einzelner Elemente sind unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse in diesem schaltbaren Getriebe darstellbar.Preferably, in a planetary gear multiple Planetengetrieberadsätze be selectively coupled to each other, d. H. that individual elements of one Planetengetrieberadsatzes are selectively coupled to individual elements of another planetary gear set of the epicyclic gear or the same planetary gear or with a transmission housing. In particular, by this selective coupling of individual elements different transmission ratios in this switchable transmission can be displayed.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Planetengetrieberadsatz ein Getrieberadsatz zu verstehen, welcher mehrere Elemente, sogenannte Getriebeelemente, aufweist, welche zur formschlüssigen Leistungsübertragung eingerichtet sind. Als derartige Getriebeelemente oder Elemente sind im Sinne der Erfindung, ein Sonnenrad, ein Planetenradträger zur Lagerung wenigstens eines oder einer Vielzahl von Planetenrädern und ein Hohlrad zu verstehen. Vorzugsweise weist ein Planetengetrieberadsatz alle der zuvor genannten Elemente auf und bevorzugt kann ein derartiger Planetengetrieberadsatz um das Sonnenrad oder um das Hohlrad reduziert sein, d. h. ein solcher reduzierter Planetengetrieberadsatz weist eines der zuvor genannten Elemente nicht auf.For the purposes of the invention, a planetary gear set is to be understood as a gear set having a plurality of elements, so-called gear elements, which are set up for positive power transmission. As such transmission elements or elements are to be understood in the context of the invention, a sun gear, a planet carrier for supporting at least one or a plurality of planetary gears and a ring gear. Preferably, a planetary gear set has all of the aforementioned elements, and preferably such a planetary gear set may be reduced, ie, one, about the sun gear or the ring gear such reduced Planetengetrieberadsatz does not have one of the aforementioned elements.
Dabei ist das sogenannte Sonnenrad als Zentralrad ausgebildet, das auf dem Planetenradträger gelagerte Planetenrad oder die Planetenräder, kontaktieren das Sonnenrad oder das Hohlrad oder beide. Das Hohlrad ist konzentrisch zum Zentralrad angeordnet. Der Planetenradträger ist zur Lagerung und Führung des oder der Planetenräder eingerichtet und ist konzentrisch rotierbar zum Sonnenrad bzw. konzentrisch zu diesem angeordnet. Derartige Planetengetrieberadsätze sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden häufig in sogenannten Automatikgetrieben im Kraftfahrzeugbau eingesetzt und in der zuvor beschrieben Art und Weise mit selektiver Kopplung verwendet, insbesondere um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse darzustellen. Dabei werden bei bekannten Automatikgetrieben häufig reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen verwendet.In this case, the so-called sun gear is designed as a central wheel, the planet gear mounted on the planet carrier or the planet gears, contact the sun gear or the ring gear or both. The ring gear is arranged concentrically to the central wheel. The planet carrier is set up for storage and guidance of the planetary gear or wheels and is arranged concentrically rotatable relative to the sun wheel or concentric with it. Such Planetengetrieberadsätze are known from the prior art and are often used in so-called automatic transmissions in automotive engineering and used in the manner described above with selective coupling, in particular to represent different ratios. In this case, friction-transmitting torque transmission devices are frequently used in known automatic transmissions.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Drehmomentübertragungseinrichtung eine Einrichtung mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite zu verstehen, wobei zwischen diesen Seiten eine drehmomentleitende Verbindung selektiv herstellbar ist. Weiter ist die Drehmomentübertragungseinrichtung in zwei Betriebszustände schaltbar, in einem ersten dieser Betriebszustände ist mit dieser ein Drehmoment übertragbar (drehmomentleitende Verbindung hergestellt) und in dem zweiten Betriebszustand ist kein Drehmoment von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite übertragbar. Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden abhängig von deren Kinematik häufig als Bremsen oder Kupplungen bezeichnet. Weiter ist es auch bekannt, derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen bezüglich ihrer Drehmomentübertragung in formschlüssige oder reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen einzuteilen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sämtliche Drehmomentübertragungseinrichtungen als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen ausgebildet. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Teil der Drehmomentübertragungseinrichtungen als reibschlüssige und der Rest als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet.For the purposes of the invention, a torque transmission device means a device having an input side and an output side, wherein a torque-conducting connection can be selectively produced between these sides. Further, the torque transmission device is switchable in two operating states, in a first of these operating states with this a torque transferable (torque-conducting connection made) and in the second operating state no torque from the input side to the output side can be transmitted. Such torque transmission devices are known from the prior art and are often referred to as brakes or clutches depending on their kinematics. Further, it is also known to divide such torque transmission devices with respect to their torque transmission in positive or frictional torque transmission devices. In a preferred embodiment of the invention, all torque transmission devices are designed as form-locking torque transmission devices. In a further preferred embodiment of the invention, a part of the torque transmission devices is designed as a frictional and the remainder as a form-locking torque transmission device.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Getriebeeingangswelle eine Getriebewelle zu verstehen, welcher von außerhalb des Getriebes eine Antriebsleistung zuführbar ist wobei das Getriebe dazu eingerichtet ist, diese Antriebsleistung auf eine Getriebeausgangswelle zu übertragen.For the purposes of the invention, a transmission input shaft is to be understood as a transmission shaft to which a drive power can be supplied from outside the transmission, wherein the transmission is set up to transmit this drive power to a transmission output shaft.
Im Sinne der Erfindung ist unter der Getriebeausgangswelle eine Getriebewelle zu verstehen, mit welcher zumindest die der Getriebeeingangswelle zugeführte Antriebsleistung, abzüglich unvermeidbarer Verlust, aus dem Getriebe an einen Antriebsstrang, insbesondere in Richtung auf einen Radantrieb eines Kraftfahrzeugs übertragbar ist.For the purposes of the invention, the transmission output shaft is to be understood as a transmission shaft with which at least the drive power supplied to the transmission input shaft, less unavoidable loss, can be transmitted from the transmission to a drive train, in particular in the direction of a wheel drive of a motor vehicle.
Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle mit einer Primärantriebsmaschine zur Übertragung der Antriebsleistung koppelbar. Vorzugsweise ist unter einer Primärantriebsmaschine ein Energiewandler zu verstehen, bevorzugt eine Verbrennungskraftmaschine oder Brennkraftmaschine.In particular, the transmission input shaft can be coupled to a primary drive machine for transmitting the drive power. Preferably, a prime mover is an energy converter, preferably an internal combustion engine or internal combustion engine.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem Synchronisationsmotor ein Energiewandler bzw. eine Antriebseinrichtung zu verstehen, welche mit der Eingangsseite einer oder mehrere der Drehmomentübertragungseinrichtungen derart verbunden ist, dass durch den Synchronisationsmotor auf die verbundene Eingangsseite eine Drehzahl aufbringbar ist. Vorzugsweise ist der Synchronisationsmotor drehfest mit zumindest der Eingangsseite einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen verbindbar und vorzugsweise ist der Synchronisationsmotor wenigstens kinematisch mit der Eingangsseiten einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen verbindbar.For the purposes of the invention, the synchronization motor is to be understood as an energy converter or a drive device which is connected to the input side of one or more of the torque transmission devices such that a speed can be applied by the synchronization motor to the connected input side. Preferably, the synchronization motor is non-rotatably connectable to at least the input side of one of the torque transmitting devices, and preferably the synchronization motor is at least kinematically connectable to the input sides of one of the torque transmitting devices.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem stillstandsfreien Verändern des Übersetzungsverhältnisses des schaltbaren Getriebes zu verstehen, dass das Übersetzungsverhältnis des schaltbaren Getriebes veränderbar ist bzw. verändert wird, während die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle oder beide rotieren. Bei bekannten schaltbaren Getrieben wird diese stillstandsfreie Veränderbarkeit des Übersetzungsverhältnisses dadurch erreicht, dass reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen Verwendung finden. Dabei weisen solche reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtungen häufig den Nachteil auf, dass zum Herstellen und aufrechterhalten der drehmomentleitenden Verbindung von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite eine Leistung bereitgestellt werden muss und so die Effizienz des schaltbaren Getriebes belastet ist.For the purposes of the invention is to be understood by the standstill-free changing the transmission ratio of the shiftable transmission, that the transmission ratio of the shiftable transmission is variable or is changed while the transmission input shaft or the transmission output shaft or both rotate. In known shiftable transmissions, this non-stop variability of the transmission ratio is achieved in that friction-fit torque transmission devices are used. In this case, such frictional torque transmission devices often have the disadvantage that for the manufacture and maintenance of the torque-conducting connection from the input side to the output side, a power must be provided and thus the efficiency of the switchable transmission is loaded.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Radantrieb eine angetriebene Achse oder ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeugs zu verstehen.For the purposes of the invention, a wheel drive means a driven axle or a driven wheel of a motor vehicle.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem Synchronisieren der Eingangsseite mit der Ausgangsseite der gleichen Drehmomentübertragungseinrichtung mittels des Synchronisationsmotors zu verstehen, dass die Drehzahl der Eingangsseite auf die Drehzahl der Ausgangsseite anpassbar ist, bzw. dass diese, wenigstens im Wesentlichen, auf die gleiche Drehzahl bringbar sind, um so das Herstellen der drehmomentleitenden Verbindung insbesondere mittels der formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung zu ermöglichen.For the purposes of the invention is to be understood by synchronizing the input side with the output side of the same torque transfer device by means of the synchronization that the speed of the input side is adaptable to the speed of the output side, or that these, at least substantially, can be brought to the same speed so as to make the torque-conducting connection in particular to allow by means of the positive torque transmission device.
Vorzugsweise weist das schaltbare Getriebe eine Vielzahl solcher durch den Synchronisationsmotor synchronisierbaren Drehmomentübertragungseinrichtungen auf, wenigstens aber 2. Vorzugsweise sind die synchronisierbaren Drehmomentübertragungseinrichtungen als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen ausgebildet. Insbesondere bei formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtungen ist ein Drehmoment von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite dieser Drehmomentübertragungseinrichtung durch eine formschlüssige Verbindung und damit besonders effizient, übertragbar.The shiftable transmission preferably has a multiplicity of such torque transmission devices that can be synchronized by the synchronization motor, but at least 2. The synchronisable torque transmission devices are preferably designed as positive torque transmission devices. In particular in the case of positive torque transmission devices, a torque can be transmitted from the input side to the output side of this torque transmission device by means of a positive connection and therefore particularly efficiently.
Nach dem Herstellen der formschlüssigen Verbindung sind die Eingangsseite und die Ausgangsseite einer formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung drehfest miteinander verbunden. Vorzugsweise sind derartige formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen als Klauenkupplung oder mit einer Schiebemuffenverbindung ausgebildet.After producing the positive connection, the input side and the output side of a form-fitting torque transmission device are connected to each other in a rotationally fixed manner. Preferably, such form-fitting torque transmission devices are designed as a dog clutch or with a sliding sleeve connection.
Im Sinne der Erfindung ist unter drehmomentleitend verbunden zu verstehen, dass von einem ersten Bauteil, welches mit einem zweiten Bauteil drehmomentleitend verbunden ist, eine Drehzahl auf dieses übertragbar ist. Dabei ist unter einer drehmomentleitenden Verbindung auch eine kinematische Kopplung dieser Bauteile zu verstehen. Bezogen auf das schaltbare Getriebe bedeutet dies, dass der Synchronisationsmotor auch dann mit der Eingangsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung drehmomentleitend verbunden ist, wenn in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen diesen ein oder mehrere der zuvor genannten Planetengetrieberadsätze vollständig oder teilweise angeordnet sind und so die Drehzahl des Synchronisationsmotors mit einer bestimmten Getriebeübersetzung auf die Eingangsseite der jeweiligen Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbar ist. Anders gewendet ist der Synchronisationsmotor, auch dann mit der Eingangsseite einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen drehmomentleitend verbunden, wenn die Drehzahl vom Synchronisationsmotor bei ihrer Übertragung durch eine oder mehrere Zahnradstufen gewandelt wird.For the purposes of the invention, the term "torque-conducting connection" is to be understood as meaning that a rotational speed can be transmitted to it by a first component, which is connected in a torque-conducting manner to a second component. In this case, a torque-conducting connection is also to be understood as a kinematic coupling of these components. With reference to the shiftable transmission, this means that the synchronization motor is also torque-conductively connected to the input side of the torque transmission device when one or more of the aforementioned Planetengetrieberadsätze are completely or partially arranged in the torque transmission direction between them and so the speed of the synchronization motor with a specific gear ratio the input side of the respective torque transmission device is transferable. In other words, the synchronization motor is also torque-conductively connected to the input side of one of the torque transmitting devices when the rotational speed is converted by the synchronization motor as it is transmitted through one or more gear stages.
Insbesondere ist eine drehfeste Verbindung eine Unterart einer drehmomentleitenden Verbindung, so dass drehfest verbundene Bauteile auch drehmomentleitend verbunden sind. Jedoch ist nicht jede drehmomentleitende Verbindung eine drehfeste VerbindungIn particular, a rotationally fixed connection is a subspecies of a torque-conducting connection, so that non-rotatably connected components are also connected in a torque-conducting manner. However, not every torque-conducting connection is a non-rotatable connection
Im Sinne der Erfindung ist unter drehfest verbunden zu verstehen, dass ein erstes Bauteil, welches mit einem zweiten Bauteil drehfest verbunden ist, mit diesem derart verbunden ist, dass das erste und das zweite Bauteil die gleiche Drehzahl aufweisen und, soweit diese rotierbar gelagert sind, dass diese um die gleiche Rotationsachse rotierbar gelagert sind. Vorzugsweise sind drehfest miteinander verbundene und rotierbar gelagerte Bauteile um eine gemeinsame Rotationsache rotierbar, wenn eines der Bauteile in Bewegung um diese Rotationsachse versetzt wird. Weiter vorzugsweise ist auch eine drehfeste Verbindung mit einem Gehäuse, insbesondere dem Getriebegehäuse ermöglicht, entsprechend steht das mit dem Gehäuse drehfest verbundene Bauteil still. Weiter vorzugsweise ist unter einer drehfesten Verbindung eine drehstarre Verbindung zu verstehen. Vorzugsweise ist eine drehfeste Verbindung dadurch charakterisiert, dass die miteinander verbundenen Bauteile derart verbunden sind, dass eine Bewegungsübertragung beziehungsweise eine Drehmomentübertragung zwischen diesen ohne eine rollende, wälzende oder gleitende Bewegungsübertragung ermöglicht ist. Weiter vorzugsweise kontaktieren sich die beiden drehfest miteinander verbundenen Bauteile unmittelbar oder mittelbar durch ein oder mehrere, unbeweglich zwischen diesen angeordnete weitere Bauteile.For the purposes of the invention, the term rotationally fixed means that a first component, which is non-rotatably connected to a second component, is connected to it in such a way that the first and the second component have the same rotational speed and, if these are rotatably mounted, that these are mounted rotatably about the same axis of rotation. Preferably rotatably interconnected and rotatably mounted components are rotatable about a common axis of rotation when one of the components is set in motion about this axis of rotation. Further preferably, a rotationally fixed connection with a housing, in particular the transmission housing allows, according to the rotatably connected to the housing member is silent. Further preferably, a rotationally fixed connection means a torsionally rigid connection. Preferably, a non-rotatable connection is characterized in that the interconnected components are connected such that a movement transmission or a torque transmission between them is made possible without a rolling, rolling or sliding motion transmission. Further preferably, the two components rotatably connected to each other directly or indirectly contact by one or more, immovable between these other components.
Insbesondere durch den Einsatz mehrerer solcher synchronisierbarer und insbesondere als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen ausgebildeten, Drehmomentübertragungseinrichtungen ist es ermöglicht, die Effizienz des schaltbaren Getriebes zu erhöhen, da für das aufrechterhalten der drehmomentleitende Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung keine oder eine geringe Leistung notwendig ist.In particular, through the use of a plurality of such synchronizable and in particular designed as positive torque transmission devices, torque transmitting devices, it is possible to increase the efficiency of the shiftable transmission, since no or little power is necessary for maintaining the torque-conducting connection between the input side and the output side of the positive torque transmission device ,
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mehrzahl von Planetengetrieberadsätzen einen ersten, zweiten und dritten Planetengetrieberadsatz auf. Weiter vorzugsweise besteht die Mehrzahl von Planetengetrieberadsätzen aus diesen drei Planetengetrieberadsätzen. Weiter vorzugsweise ist der Synchronisationsmotor als elektromechanischer Energiewandler, insbesondere als Elektromotor, ausgebildet. Vorzugsweise ist dieser Synchronisationsmotor drehfest mit einem zweiten Element des ersten Planetengetrieberadsatzes verbunden. Vorzugsweise ist ein drittes Element des ersten Planetengetrieberadsatzes mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden. Vorzugsweise ist ein erstes Element des ersten Planetengetrieberadsatzes mit der Getriebeausgangswelle selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle mit einem ersten Element des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden. Vorzugsweise ist die Getriebeausgangswelle mit einem ersten Element des dritten Planetengetrieberadsatzes verbunden. Weiter vorzugsweise weist jeder der zuvor genannten drei Planetengetrieberadsätze jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenradträger mit zumindest einem Planetenrad und ein Hohlrad auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass durch eine derartige Anbindung, insbesondere des ersten Planetengetrieberadsatzes, ein besonders effizientes schaltbares Getriebe darstellbar ist.In a preferred embodiment, the plurality of planetary gear sets have first, second, and third planetary gear sets. Further preferably, the plurality of Planetengetriebadsätzen of these three Planetengetriebadsätzen. Further preferably, the synchronization motor is designed as an electromechanical energy converter, in particular as an electric motor. Preferably, this synchronization motor is rotatably connected to a second element of the first planetary gear set. Preferably, a third element of the first Planetengetrieberadsatzes is rotatably connected to the transmission housing. Preferably, a first element of the first Planetengetrieberadsatzes with the transmission output shaft selectively rotatably connected. Preferably, the transmission input shaft is rotatably connected to a first element of the second Planetengetrieberadsatzes. Preferably, the transmission output shaft is connected to a first element of the third planetary gear set. Further Preferably, each of the aforementioned three Planetengetrieberadsätze each have a sun gear, a planet carrier with at least one planetary gear and a ring gear on. Investigations have shown that such a connection, in particular the first planetary gear set, a particularly efficient switchable transmission can be displayed.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist das dritte Element des ersten Planetengetrieberadsatzes als das Sonnenrad dieses Planetengetrieberadsatzes ausgebildet. Weiter ist das zweite Element des ersten Planetengetrieberadsatzes in dieser Ausführungsform des schaltbaren Getriebes als ein Hohlrad ausgebildet. In dieser Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist das erste Element des ersten, des zweiten und des dritten Planetengetrieberadsatzes jeweils als ein Planetenradträger mit zumindest einem Planetenrad ausgebildet. Vorzugsweise ist damit das Hohlrad des ersten Planetengetrieberadsatzes drehfest mit dem Synchronisationsmotor verbunden.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the third element of the first planetary gear set is formed as the sun gear of this planetary gear set. Further, the second element of the first planetary gear set is formed in this embodiment of the shiftable transmission as a ring gear. In this embodiment of the shiftable transmission, the first element of the first, the second and the third Planetengetrieberadsatzes are each formed as a planet carrier with at least one planetary gear. Preferably, therefore, the ring gear of the first planetary gear set is rotatably connected to the synchronization motor.
Weiter vorzugsweise ist das Sonnenrad des ersten Planetengetrieberadsatzes mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden. Vorzugsweise ist der Planetenradträger des ersten Planetengetrieberadsatzes mittels einer der, insbesondere formschlüssigen, Drehmomentübertragungseinrichtungen mit der Getriebeausgangswelle selektiv, drehfest verbindbar. Weiter vorzugsweise ist der Planetenradträger des ersten Planetengetrieberadsatzes mit zumindest einem Element des zweiten Planetengetrieberadsatzes verbindbar. Insbesondere durch eine derartige Anbindung des ersten Planetengetrieberadsatzes ist ein besonders effizienter Betrieb des schaltbaren Getriebes ermöglicht.Further preferably, the sun gear of the first Planetengetrieberadsatzes is rotatably connected to the transmission housing. Preferably, the planet carrier of the first planetary gearset is selectively rotatable connected by means of one of, in particular form-fitting, torque transmitting devices with the transmission output shaft. Further preferably, the planet carrier of the first planetary gear set is connectable with at least one element of the second planetary gear set. In particular, by such a connection of the first Planetengetrieberadsatzes a particularly efficient operation of the switchable transmission is possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist ein zweites Element des dritten Planetengetrieberadsatzes als ein Hohlrad ausgebildet. Vorzugsweise ist dieses Hohlrad mit einer ersten dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen mit dem Getriebegehäuse selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist die erste Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Bremse ausgebildet. Insbesondere beim stillstandfreien Verändern des Übersetzungsverhältnisses des schaltbaren Getriebes ist es in Bezug auf die erste Drehmomentübertragungseinrichtung ermöglicht, über den Synchronisationsmotor eine Drehzahl für die Eingangsseite dieser ersten Drehmomentübertragungseinrichtung, welche mit dem Hohlrad des dritten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist, vorzugeben. Insbesondere durch die beschriebene Konfiguration des schaltbaren Getriebes ist somit durch den Synchronisationsmotor die Drehzahl der Eingangsseite der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung beeinflussbar und vorzugsweise wird diese zum Betätigen der Bremse auf Drehzahl = Null geregelt.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, a second element of the third Planetengetrieberadsatzes is formed as a ring gear. Preferably, this ring gear with a first of these torque transmitting devices with the transmission housing selectively rotatably connected. Preferably, the first torque transmission device is designed as a positive brake. In particular, at the standstill-free changing the transmission ratio of the shiftable transmission, it is possible with respect to the first torque transmitting device, via the synchronization motor, a speed for the input side of this first torque transmitting device, which is rotatably connected to the ring gear of the third Planetengetrieberadsatzes pretend. In particular, by the described configuration of the switchable transmission is thus influenced by the synchronization motor, the speed of the input side of the first torque transmitting device and preferably this is controlled to operate the brake to speed = zero.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Planetenradträger des ersten Planetengetrieberadsatzes mit einer zweiten dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen mit dem Planetenradträger des dritten Planetengetrieberadsatzes selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist diese zweite Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere durch diese Konfiguration des schaltbaren Getriebes kann der erste Planetengetrieberadsatzes mit dem dritten Planetengetrieberadsatzes und damit mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt werden, wodurch insbesondere eine effiziente Übertragung der Antriebsleistung ermöglicht ist In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist der Planetenradträger des zweiten Planetengetrieberadsatzes mit einer dritten dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem weiteren Element des zweiten Planetengetrieberadsatzes selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist diese dritte Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere durch die drehfeste Kopplung von 2 Elementen des gleichen Planetengetrieberadsatzes ist eine Verblockung dieses Radsatzes erreichbar und dadurch ist Antriebsleistung von diesem ohne Wälzanteil mit hoher Effizienz übertragbar.In a preferred embodiment of the invention, the planet carrier of the first planetary gear set is selectively rotatably connected to a second of these torque transmitting devices with the planet carrier of the third planetary gear set. Preferably, this second torque transmission device is designed as a positive coupling. In particular, by this configuration of the shiftable transmission, the first Planetengetrieberadsatzes be coupled to the third Planetengetrieberadsatzes and thus with the transmission output shaft, which in particular an efficient transmission of the drive power is enabled In a preferred embodiment of the switchable transmission of the planet carrier of the second Planetengetrieberadsatzes with a third of these torque transmission devices with a further element of the second Planetengetrieberadsatzes selectively rotatably connected. Preferably, this third torque transmission device is designed as a positive coupling. In particular, by the rotationally fixed coupling of 2 elements of the same Planetengetrieberadsatzes a blockage of this wheel is achievable and thereby driving power of this without Wälzanteil can be transferred with high efficiency.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist mit einer vierten dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen der Planetenradträger des dritten Planetengetrieberadsatzes mit einem weiteren Element dieses Planetengetrieberadsatzes selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist diese vierte Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere durch die drehfeste Kopplung von zwei Elementen des gleichen Planetengetrieberadsatzes ist eine Verblockung dieses Radsatzes erreichbar und dadurch ist Antriebsleistung von diesem ohne Wälzanteil mit hoher Effizienz übertragbar.In a preferred embodiment of the shiftable transmission with a fourth of these torque transmitting devices of the planet carrier of the third Planetengetrieberadsatzes with another element of this Planetengetrieberadsatzes selectively rotatably connected. Preferably, this fourth torque transmission device is designed as a form-locking coupling. In particular, by the rotationally fixed coupling of two elements of the same Planetengetrieberadsatzes a blocking of this set of wheels can be achieved and thereby driving power is transferable from this without Wälzanteil with high efficiency.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist die Getriebeeingangswelle mit einer fünften dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem der Elemente des ersten Planetengetrieberadsatzes selektiv, drehfest verbindbar. Vorzugsweise ist diese fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Kupplung ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle mittels der fünften Drehmomentübertragungseinrichtung mit dem Hohlrad des ersten Planetengetrieberadsatzes selektiv, drehfest verbindbar. Insbesondere durch diese Kopplungsmöglichkeit der Getriebeeingangswelle ist eine besonders günstige Darstellung der Übersetzungsverhältnisse des schaltbaren Getriebes ermöglicht. In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the transmission input shaft with a fifth of these torque transmission devices selectively with one of the elements of the first planetary gear set, rotatably connected. Preferably, this fifth torque transmission device is designed as a form-locking coupling. Further preferably, the transmission input shaft by means of the fifth torque transmitting device with the ring gear of the first Planetengetrieberadsatzes selectively rotatably connected. In particular, this coupling possibility of the transmission input shaft is a particularly favorable representation of the ratios of the switchable transmission allows.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes sind ein drittes Element des zweiten Planetengetrieberadsatzes und ein drittes Element des dritten Planetengetrieberadsatzes jeweils als ein Sonnenrad ausgebildet. Vorzugsweise sind diese beiden Sonnenräder drehfest miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise sind diese beiden Sonnenräder mit der Eingangsseite der fünften Drehmomentübertragungseinrichtung drehfest verbunden. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung der Sonnenräder des zweiten und des dritten Planetengetrieberadsatzes ist ein besonders kompakter Aufbau des schaltbaren Getriebes ermöglicht.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, a third element of the second planetary gear set and a third element of the third planetary gear set are each formed as a sun gear. Preferably, these two sun gears are rotatably connected. Further preferably, these two sun gears are rotatably connected to the input side of the fifth torque transmission device. In particular, by such a configuration of the sun gears of the second and the third Planetengetrieberadsatzes a particularly compact design of the switchable transmission is possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist ein zweites Element des zweiten Planetengetrieberadsatzes als ein Hohlrad ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Hohlrad des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest mit dem Planetenradträger des ersten Planetengetrieberadsatzes verbunden. Weiter vorzugsweise sind diese beiden Getriebeelemente mit der Eingangsseite der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung drehfest verbunden.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, a second element of the second Planetengetrieberadsatzes is formed as a ring gear. Further preferably, the ring gear of the second planetary gear set is rotatably connected to the planet carrier of the first planetary gear set. Further preferably, these two transmission elements are rotatably connected to the input side of the second torque transmission device.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes weist das Umlaufgetriebe einen vierten Planetengetrieberadsatz auf. Vorzugsweise ist dieser vierte Planetengetrieberadsatz, bezogen auf die Geometrie des Umlaufgetriebes, vor dem ersten bis dritten Planetengetrieberadsatzes angeordnet, vorzugsweise auf der Seite der Getriebeeingangswelle. Weiter vorzugsweise weist das schaltbare Getriebe zum Zuführen einer weiteren Antriebsleistung einen weiteren Antriebsmotor auf, welcher vorzugsweise mit diesem vierten Planetengetrieberadsatz koppelbar beziehungsweise ist dieser mit einem Element dieses Planetengetrieberadsatzes verbindbar.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the planetary gear has a fourth Planetengetrieberadsatz. Preferably, this fourth Planetengetrieberadsatz, based on the geometry of the epicyclic gear, arranged in front of the first to third Planetengetrieberadsatzes, preferably on the side of the transmission input shaft. Further preferably, the switchable transmission for supplying a further drive power to a further drive motor, which is preferably coupled to this fourth Planetengetrieberadsatz or this is connectable to an element of this Planetengetrieberadsatzes.
Vorzugsweise ist ein erstes Element des vierten Planetengetrieberadsatzes mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar oder ist vorzugsweise mit dieser drehfest verbunden. Vorzugsweise ist der weitere Antriebsmotor als elektromechanischer Energiewandler und bevorzugt als Elektromotor/-generator ausgebildet und zum Bereitstellen von Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen eines Kraftfahrzeugs eingerichtet beziehungsweise insbesondere zum Synchronisieren von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen.Preferably, a first element of the fourth Planetengetrieberadsatzes with the transmission input shaft rotatably connected or is preferably rotatably connected thereto. Preferably, the further drive motor is designed as an electromechanical energy converter and preferably as an electric motor / generator and designed to provide drive power for overcoming driving resistances of a motor vehicle or in particular for synchronizing one of the torque transmission devices.
Bei einem Gangwechsel des Getriebes, also insbesondere einer Schaltung von N nach (N + 1) oder umgekehrt, bleibt gewöhnlicher Weise eine der Drehmomentübertragungseinrichtungen geschlossen. Dabei ist unter geschlossen zu verstehen, dass ein Drehmoment durch diese übertragbar ist. Weiter wird eine zweite der Drehmomentübertragungseinrichtung geschlossen, welche zum Herstellen der Drehmomentübertragung von der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle in dem einzulegenden Gang notwendig ist. Vorzugsweise zeitgleich oder zeitversetzt, zum Schließen dieser zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung wird eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung geöffnet, welche zum Herstellen der Drehmomentleitenden Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle in dem Gang, welcher ausgelegt wird, notwendig war. In solchen Fällen ist die Synchronisierung allein über den Synchronisationsmotor nicht immer möglich (Bsp: für Fälle in denen mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung der Synchronisationsmotor mit dem Abtrieb über die Getriebeausgangswelle drehmomentleitend verbunden ist, ist kein andere Drehmomentübertragungseinrichtung mehr mittels des Synchronisationsmotors synchronisierbar), in solchen Fällen ist der weitere Antriebsmotor vorteilhaft zum Synchronisieren von Gängen, beziehungsweise Drehmomentübertragungseinrichtungen, heranziehbar.In a gear change of the transmission, so in particular a circuit from N to (N + 1) or vice versa, usually one of the torque transmitting devices remains closed. It is to be understood by closed, that a torque is transferable through this. Next, a second of the torque transmitting device is closed, which is necessary for producing the torque transmission from the transmission input shaft to the transmission output shaft in the gear to be engaged. Preferably, at the same time or with a time delay, to close this second torque transmission device, a third torque transmission device is opened, which was necessary for establishing the torque-conducting connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft in the gear which is being designed. In such cases, the synchronization is not always possible via the synchronization motor alone (eg: in cases where the synchronization motor is torque-connected to the output through the transmission output shaft with a torque transfer device, no other torque transfer device is synchronizable by means of the synchronization motor), in such cases the further drive motor advantageous for synchronizing gears, or torque transmission devices, zoomable.
Weiter vorzugsweise ist ein zweites Element des vierten Planetengetrieberadsatzes dem Synchronisationsmotor drehfest verbindbar. Weiter vorzugsweise ist ein drittes Element des vierten Planetengetrieberadsatzes mit dem weiteren Antriebsmotor drehmomentleitende verbindbar.Further preferably, a second element of the fourth Planetengetrieberadsatzes the synchronization motor rotatably connected. Further preferably, a third element of the fourth Planetengetrieberadsatzes with the other drive motor torque-conducting connected.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist das erste Element des vierten Planetengetrieberadsatzes als ein Planetenradträger mit wenigstens einem Planetenrad ausgebildet. Vorzugsweise ist das zweite Element des vierten Planetengetrieberadsatzes als ein Hohlrad ausgebildet. Vorzugsweise ist das dritte Element des vierten Planetengetrieberadsatzes als Sonnenrad ausgebildet.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the first element of the fourth Planetengetrieberadsatzes is designed as a planet carrier with at least one planetary gear. Preferably, the second element of the fourth Planetengetrieberadsatzes is formed as a ring gear. Preferably, the third element of the fourth Planetengetrieberadsatzes is designed as a sun gear.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist das dritte Element des vierten Planetengetrieberadsatzes, vorzugsweise das Sonnenrad des vierten Planetengetrieberadsatzes, selektiv, drehfest mittels einer sechsten dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen, mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Vorzugsweise ist die sechste Drehmomentübertragungseinrichtung als eine formschlüssige Bremse ausgebildet. Insbesondere durch die Verwendbarkeit eines Elements des vierten Planetengetrieberadsatzes mit dem Getriebegehäuse ist eine weitere Übersetzungsstufe für das schaltbare Getriebe darstellbar.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the third element of the fourth Planetengetrieberadsatzes, preferably the sun gear of the fourth Planetengetrieberadsatzes, selectively rotatably by means of a sixth of these torque transmitting devices, connectable to the transmission housing. Preferably, the sixth torque transmission device is designed as a positive brake. In particular, by the usability of an element of the fourth Planetengetrieberadsatzes with the gearbox another translation stage for the switchable transmission is displayed.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist bei mehreren oder wenigstens bei den zuvor genannten Drehmomentübertragungseinrichtungen (erste bis sechste Drehmomentübertragungseinrichtung) oder bei allen Drehmomentübertragungseinrichtungen im schaltbaren Getriebe, jeweils eine Eingangsseite dieser Drehmomentübertragungseinrichtungen mit dem Synchronisationsmotor drehmomentleitend und vorzugsweise dauerhaft, verbunden.In a preferred embodiment of the shiftable transmission is in each case an input side of several or at least in the aforementioned torque transfer devices (first to sixth torque transfer device) or in all torque transfer devices in the shiftable transmission Torque transmission devices with the synchronization motor torque conducting and preferably permanently connected.
Insbesondere durch diese drehmomentleitende Verbindung der Eingangsseite der jeweiligen Drehmomentübertragungseinrichtungen mit dem Synchronisationsmotor ist es ermöglicht, die Drehzahl der Eingangsseite mit der Drehzahl der Ausgangsseite der jeweiligen Drehmomentübertragungseinrichtung zu synchronisieren. Insbesondere die Synchronisierung der Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangsseite derselben Drehmomentübertragungseinrichtung über den Synchronisationsmotor oder über den weiteren Antriebsmotor ermöglicht, die Verwendung formschlüssiger Drehmomentübertragungseinrichtungen und mit dieser Art der Drehmomentübertragungseinrichtung ist eine Effizienzsteigerung für das schaltbare Getriebe erreichbar.In particular, by this torque-conducting connection of the input side of the respective torque transmitting devices with the synchronization motor, it is possible to synchronize the rotational speed of the input side with the rotational speed of the output side of the respective torque transmitting device. In particular, the synchronization of the speeds of the input and the output side of the same torque transmitting device via the synchronization motor or the other drive motor allows the use of positive torque transmission devices and with this type of torque transmission device is an increase in efficiency for the switchable transmission achievable.
Vorzugsweise sind alle Drehmomentübertragungseinrichtungen bei welchen die Eingangsseite drehmomentleitende mit dem Synchronisationsmotor verbunden ist, als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Eingangsseiten der als formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildeten Drehmomentübertragungseinrichtungen, vorzugsweise aber wenigstens 2, bevorzugt eine Vielzahl und besonders bevorzugt alle dieser Eingangsseiten, ständig, bzw. dauerhaft, drehmomentleitend mit dem Synchronisationsmotor verbunden.Preferably, all torque transmission devices in which the input side torque-conducting is connected to the synchronization motor, designed as positive torque-transmitting devices. Preferably, the input sides of the form of a torque transfer device designed as a torque transfer means, but preferably at least 2, preferably a plurality and more preferably all of these input sides, constantly, or permanently, torque-conducting connected to the synchronization motor.
Vorzugsweise sind die Ausgangsseiten der zuvor genannten formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung/-en, ständig, bzw. dauerhaft, drehmomentleitende mit der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle oder dem Getriebegehäuse verbunden.Preferably, the output sides of the aforementioned positive torque transmission device / -en, permanently, or permanently, torque-conducting connected to the transmission input shaft, the transmission output shaft or the transmission housing.
Insbesondere wenn an der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle eine Drehzahl vorgegeben ist, welche von Null verschieden ist (stillstandsfreie Veränderung des Übersetzungsverhältnisses) ist durch diese Ankopplung der formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtungen mittels des Synchronisationsmotors oder des weiteren Antriebsmotors ein Synchronisieren der Drehzahl der Eingangsseite mit der Drehzahl der Ausgangsseite dieser Drehmomentübertragungseinrichtung ermöglicht.In particular, if at the transmission input shaft and the transmission output shaft, a speed is predetermined, which is different from zero (non-stationary change of the transmission ratio) is by this coupling of the positive torque transmission means of the synchronization motor or the further drive motor synchronizing the speed of the input side with the speed of the output side of this Torque transmission device allows.
Unter einer formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorzugsweise eine Klauenkupplung/-bremse oder bevorzugt eine Schiebemuffenverbindung zu verstehen. Formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtungen als solche, sind aus dem Stand der Technik bekannt.Under a form-fitting torque transmission device is preferably a jaw clutch / brake or preferably a sliding sleeve connection to understand. Positive torque transfer devices as such are known in the art.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes sind das Hohlrad des ersten Planetengetrieberadsatzes und das Hohlrad des vierten Planetengetrieberadsatzes drehfest miteinander verbunden. Bezogen auf die geometrische Anordnung ist der vierte Planetengetrieberadsatz vorzugsweise vor dem ersten Planetengetrieberadsatz, also insbesondere auf der gegenüberliegenden Seite bezogen auf den dritten Planetengetrieberadsatz, angeordnet.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, the ring gear of the first planetary gear set and the ring gear of the fourth planetary gear set are rotatably connected to each other. Relative to the geometric arrangement, the fourth planetary gear set is preferably arranged in front of the first planetary gear set, that is to say in particular on the opposite side relative to the third planetary gear set.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Getriebes ist, bezogen auf die geometrische Anordnung der Planetengetrieberadsätze in axialer Richtung, in Richtung von der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle, der erste Planetengetrieberadsatz vor dem zweiten Planetengetrieberadsatz angeordnet und der zweite Planetengetrieberadsatz ist vor dem dritten Planetengetrieberadsatz angeordnet. Insbesondere durch eine derartige Anordnung der Planetengetrieberadsätze ist eine besonders kompakte Bauform des schaltbaren Getriebes erreichbar.In a preferred embodiment of the shiftable transmission, based on the geometrical arrangement of the planetary gear sets in the axial direction, in the direction from the transmission input shaft to the transmission output shaft, the first planetary gear set is disposed before the second planetary gear set and the second planetary gear set is disposed before the third planetary gear set. In particular, by such an arrangement of Planetengetrieberadsätze a particularly compact design of the switchable transmission can be achieved.
Vorzugsweist ist der Synchronisationsmotor über das Synchronisieren der formschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtungen auch als Motor zum Bereitstellen von Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen des Kraftfahrzeugs eingerichtet. Weiter vorzugsweise ist der weitere Antriebsmotor über das Bereitstellen einer Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen hinaus auch für das Synchronisieren wenigstens einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen eingerichtet. Insbesondere durch diese Ausgestaltung ist eine besonders hohe Antriebsleistung bereitstellbar.Preferably, the synchronization motor via the synchronization of the positive torque transmission devices is also set up as a motor for providing drive power for overcoming driving resistances of the motor vehicle. Further preferably, the further drive motor via the provision of a drive power for overcoming driving resistances also for the synchronization of at least one of the torque transmitting devices is set up. In particular, by this configuration, a particularly high drive power can be provided.
Nachfolgend sind Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung anhand der teilweise schematisierten Figuren dargestellt, dabei zeigt:Embodiments and features of the invention are illustrated below with reference to the partially schematized figures, in which:
In
Durch den Synchronisationsmotor
An der Getriebeeingangswelle
Soll nun die erste Drehmomentübertragungseinrichtung
Die Drehzahl des Sonnenrads
Auch die Eingangsseite
Die Ausgangsseite der dritten Drehmomentübertragungseinrichtung
Ebenso ist die Eingangsseite
Die fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung
In
Das Hohlrad
Die Eingangsseite
Über den weiteren Antriebsmotor
Eine Hybridisierung ist auch über den Synchronisationsmotor alleine oder zusätzlich zum weiteren Antriebsmotor ermöglicht.Hybridization is also possible via the synchronization motor alone or in addition to the further drive motor.
In
Sämtliche Drehmomentübertragungseinrichtungen
Unabhängig von andern Ausgestaltungen des schaltbaren Getriebes hat es sich gezeigt, dass einzelne Drehmomentübertragungseinrichtungen auch als reibschlüssige oder als reib-/formschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung, wie beispielsweise eine Konussynchronisierung, ausgebildet sein können und so die Steuerbarkeit des schaltbaren Getriebes vereinfacht ist. Mit einer solchen Gestaltung ist eine vereinfachte Steuerung des Getriebes ermöglicht, da nicht sämtliche Gänge mittels des Synchronisationsmotors beziehungsweise des weiteren Antriebsmotors synchronisiert werden müssen.Regardless of other embodiments of the switchable transmission, it has been shown that individual torque transmission devices can also be designed as frictionally engaged or friction / positive torque transmission device, such as a cone synchronization, and so the Controllability of the switchable transmission is simplified. With such a design, a simplified control of the transmission is possible because not all gears must be synchronized by means of the synchronization motor or the further drive motor.
Bei einem Gangwechsel bleibt gewöhnlicher Weise eine der Drehmomentübertragungseinrichtungen geschlossen, während eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung geschlossen und zeitgleich oder zeitversetzt zu dieser eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung geschlossen wird. In solchen Fällen ist die Synchronisierung allein über den Synchronisationsmotor nicht immer möglich (Bsp: Drehmomentübertragungseinrichtung
Deswegen wird für diverse Schaltvorgänge auch der als E-Maschine ausgebildete weitere Antriebsmotor
Für die Gänge „2” und „7” ist die sechste Drehmomentübertragungseinrichtung
Mit anderen Worten ausgedrückt, die Erfindung umfasst eine Hybrid-Getriebetopologie, bei der der Synchronisationsmotor und der weitere Antriebsmotor funktional im Getriebe integriert sind.In other words, the invention comprises a hybrid transmission topology, in which the synchronization motor and the further drive motor are functionally integrated in the transmission.
Das Getriebe bietet in der dargestellten Ausführungsform mit vier Planentenradsätzen 8-Gangstufen. Es besteht aus drei oder vier Planetengetrieberadsätzen und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen (
Des Weiteren sind der Synchronisationsmotor und der weitere Antriebsmotor als zwei elektrische Maschinen (
- • keine Schleppverluste im offenen Zustand.
- • keine Wärmeentwicklung während der Schaltungen.
- • reduzierte Hydraulikanforderungen, da kein dauerhafter oder zumindest nur ein sehr geringer Druck zum geschlossen halten der Drehmomentübertragungseinrichtung aufgebracht werden muss.
- • no drag losses in open condition.
- • no heat generation during the circuits.
- • Reduced hydraulic requirements, since no permanent or at least only a very small pressure to hold closed the torque transmission device must be applied.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2016-05-25 DE DE102016209068.2A patent/DE102016209068B4/en active Active
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