DE102017222703A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents
Transmission for a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017222703A1 DE102017222703A1 DE102017222703.6A DE102017222703A DE102017222703A1 DE 102017222703 A1 DE102017222703 A1 DE 102017222703A1 DE 102017222703 A DE102017222703 A DE 102017222703A DE 102017222703 A1 DE102017222703 A1 DE 102017222703A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switching element
- planetary gear
- transmission
- drive shaft
- gear set
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
- B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/44—Series-parallel type
- B60K6/442—Series-parallel switching type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/62—Gearings having three or more central gears
- F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
- F16H3/666—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/0021—Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
- F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three forward speeds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
- F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
- F16H2200/2041—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with four engaging means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
- F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/62—Gearings having three or more central gears
- F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM1), eine erste Antriebswelle (GW1), eine zweite Antriebswelle (GW2), eine Abtriebswelle (GWA), zwei Planetenradsätze (P1, P2) sowie zumindest vier Schaltelemente (A, B, C, D), wobei durch selektives Betätigen der zumindest vier Schaltelemente (A, B, C, D) unterschiedliche Gänge schaltbar und zudem im Zusammenspiel mit der Elektromaschine (EM1) unterschiedliche Betriebsmodi darstellbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G) und Verfahren zum Betreiben derselbigen.The invention relates to a transmission (G) for a motor vehicle, comprising an electric machine (EM1), a first drive shaft (GW1), a second drive shaft (GW2), an output shaft (GWA), two planetary gear sets (P1, P2) and at least four shift elements (A, B, C, D), wherein by selectively operating the at least four switching elements (A, B, C, D) different gears switchable and also in interaction with the electric machine (EM1) different operating modes can be displayed, and drive train for a motor vehicle with such a transmission (G) and method of operating the same.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement vorgesehen sind, und wobei ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung steht. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein vorgenanntes Getriebe zur Anwendung kommt, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, comprising an electric machine, a first drive shaft, a second drive shaft, an output shaft, and a first planetary gear set and a second planetary gear set, wherein the planetary gear sets each comprise a plurality of elements, wherein a first, a second, a third and a fourth switching element are provided, and wherein a rotor of the electric machine is in communication with the second drive shaft. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle drive train, in which an aforementioned transmission is used, as well as a method for operating a transmission.
Bei Hybridfahrzeugen sind Getriebe bekannt, welche neben einem Radsatz auch eine oder mehrere Elektromaschinen aufweisen. Das Getriebe ist dabei üblicherweise mehrgängig gestaltet, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Dabei werden die Gänge des Getriebes zumeist auch im Zusammenspiel mit der zumindest einen Elektromaschine zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrens verwendet. Häufig kann die zumindest eine Elektromaschine außerdem im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden.In hybrid vehicles, transmissions are known which, in addition to a wheelset, also have one or more electric machines. The transmission is usually designed to be more continuous, d. H. There are several different ratios as gears between a drive shaft and an output shaft by operating corresponding switching elements switchable, this is preferably done automatically. Depending on the arrangement of the switching elements, these are clutches or brakes. The transmission is used to implement a traction power supply of a prime mover of the motor vehicle in terms of various criteria suitable. The gears of the transmission are usually used in conjunction with the at least one electric machine to represent a purely electric driving. Often, the at least one electric machine can also be incorporated in the transmission to display different modes of operation in different ways.
Aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mit welchem bei kompaktem Aufbau unterschiedliche Betriebsmodi auf geeignete Art und Weise dargestellt werden können.It is the object of the present invention to provide an alternative embodiment to the known from the prior art transmission for a motor vehicle, with which in a compact structure different operating modes can be displayed in a suitable manner.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang ist zudem Gegenstand von Anspruch 11. Des Weiteren hat der Anspruch 12 ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.This object is achieved on the basis of the preamble of
Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen dabei mehrere Elemente, wobei zudem ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen unter Schaltung unterschiedlicher Gänge dargestellt werden können. Ferner steht ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung.According to the invention, a transmission comprises an electric machine, a first drive shaft, a second drive shaft, an output shaft and a first planetary gear set and a second planetary gear set. The planetary gear sets comprise several elements, wherein in addition a first, a second, a third and a fourth switching element are provided by the selective actuation of different power flow guides can be represented by switching different gears. Further, a rotor of the electric machine communicates with the second drive shaft.
Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.For the purposes of the invention, a "shaft" is understood to mean a rotatable component of the transmission via which associated components of the transmission are non-rotatably connected to one another or via which such a connection is produced upon actuation of a corresponding switching element. The respective shaft can connect the components axially or radially or else both axially and radially. Thus, the respective shaft can also be present as an intermediate piece, via which a respective component is connected radially, for example.
Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Längsmittelachse liegt.By "axial" in the context of the invention is meant an orientation in the direction of a longitudinal central axis, along which the planetary gear sets are arranged coaxially to one another. By "radial" is then an orientation in the diameter direction of a shaft to understand, which lies on this longitudinal central axis.
Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Getriebes eine Verzahnung auf, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle insbesondere axial im Bereich eines Endes des Getriebes liegt, an welchem auch eine die Verbindung zur vorgeschalteten Antriebsmaschine herstellende Anschlussstelle der ersten Antriebswelle vorgesehen ist. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.Preferably, the output shaft of the transmission has a toothing, via which the output shaft is then operatively connected in the motor vehicle drive train with an axially parallel to the output shaft arranged differential gear. Here, the toothing is preferably provided at a connection point of the output shaft, said connection point of the output shaft is in particular axially in the region of one end of the transmission, on which a connection to the upstream drive machine producing connecting point of the first drive shaft is provided. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a transversely oriented to the direction of travel of the motor vehicle drive train.
Alternativ dazu könnte ein Abtrieb des Getriebes aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle der ersten Antriebswelle liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen sein. Dabei ist eine Anschlussstelle der Abtriebswelle dann an einem axialen Ende der Abtriebswelle koaxial zu einer Anschlussstelle der ersten Antriebswelle ausgestaltet, so dass Antrieb und Abtrieb des Getriebes an einander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert sind. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang. Alternatively, an output of the transmission could also be provided on an axial end of the transmission opposite to a connection point of the first drive shaft. In this case, a connection point of the output shaft is then configured coaxially to a connection point of the first drive shaft at an axial end of the output shaft, so that drive and output of the transmission are placed at opposite axial ends of the transmission. A gear designed in this way is suitable for use in a motor vehicle with a drive train aligned in the direction of travel of the motor vehicle.
Die Planetenradsätze sind bevorzugt axial auf die Anschlussstelle der ersten Antriebswelle folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz angeordnet. Allerdings kann diese Reihenfolge im Rahmen der Erfindung auch umgekehrt sein, so dass dann zunächst der zweite Planetenradsatz axial auf die Anschlussstelle der ersten Antriebswelle folgt.The planetary gear sets are preferably arranged axially following the connection point of the first drive shaft in the order of the first planetary gearset and the second planetary gearset. However, this order can also be reversed in the context of the invention, so that then initially the second planetary gear follows axially to the junction of the first drive shaft.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden sind und über das erste Schaltelement drehfest mit der ersten Antriebswelle in Verbindung gebracht werden können. Die erste Antriebswelle kann zudem mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden werden, wohingegen das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes jeweils festgesetzt sind. Des Weiteren ist die Abtriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden und kann über das dritte Schaltelement drehfest mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung gebracht werden. Schließlich kann die zweite Antriebswelle mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden werden.The invention now includes the technical teaching that the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are rotatably connected to each other and can be rotatably connected via the first switching element with the first drive shaft in connection. The first drive shaft can also be non-rotatably connected by means of the second switching element with the second drive shaft, whereas the first element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set are respectively fixed. Furthermore, the output shaft is rotatably connected to the second element of the first planetary gear set and can be rotatably connected via the third switching element with the second drive shaft in connection. Finally, the second drive shaft by means of the fourth switching element rotatably connected to the third element of the second planetary gear set.
Mit anderen Worten sind also bei dem erfindungsgemäßen Getriebe das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander verbunden, während das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung steht. Zudem sind sowohl das erste Element des ersten Planetenradsatzes, als auch das erste Element des zweiten Planetenradsatzes permanent festgesetzt, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes hierbei drehfest miteinander verbunden und gemeinsam festgesetzt sein können. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes unabhängig vom ersten Element des zweiten Planetenradsatzes festgesetzt ist.In other words, in the transmission according to the invention, the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner, while the second element of the first planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the output shaft. In addition, both the first element of the first planetary gear set, and the first element of the second planetary gear set are permanently fixed, the first element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set can be rotatably connected to each other and fixed together. Alternatively, it is also conceivable that the first element of the first planetary gear set is fixed independently of the first element of the second planetary gear set.
Durch Schließen des ersten Schaltelements wird die erste Antriebswelle drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen ein Betätigen des zweiten Schaltelements eine drehfeste Verbindung der ersten Antriebswelle mit der zweiten Antriebswelle nach sich zieht. Im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements ist die zweite Antriebswelle drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, während das vierte Schaltelement bei Betätigung die zweite Antriebswelle und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung bringt.By closing the first switching element, the first drive shaft is rotatably connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set, whereas an actuation of the second switching element pulls a rotationally fixed connection of the first drive shaft with the second drive shaft by itself. In the closed state of the third switching element, the second drive shaft is rotatably connected to the output shaft, while the fourth switching element rotatably brings together when actuated, the second drive shaft and the third element of the second planetary gear.
Die vier Schaltelemente liegen also als Kupplungen vor, die bei Betätigung jeweils die jeweils drehfest miteinander zu verbindenden Komponenten des Getriebes gegebenenfalls in ihren Drehbewegungen angleichen und anschließend drehfest miteinander verbinden. Bevorzugt sind dabei das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement axial auf einer dem ersten Planetenradsatz abgewandt liegenden Seite des zweiten Planetenradsatzes vorgesehen, wobei hierbei das zweite Schaltelement insbesondere axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem ersten Schaltelement liegt. Das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement werden bevorzugt axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz vorgesehen, wobei das dritte Schaltelement hierbei axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem vierten Schaltelement angeordnet ist.The four switching elements are thus in the form of clutches which, when actuated, adjust the components of the transmission which are in each case rotationally fixed to one another, possibly in their rotational movements, and then connect them to one another in a torque-proof manner. Preferably, the first switching element and the second switching element are provided axially on a side facing away from the first planetary gear set side of the second planetary gear, in which case the second switching element is in particular axially between the second planetary gear set and the first switching element. The third shift element and the fourth shift element are preferably provided axially between the first planetary gear set and the second planetary gear set, wherein the third shift element is arranged axially between the first planetary gear set and the fourth shift element.
Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Komponenten des Getriebes ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die Komponenten, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Komponenten und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Komponenten im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.A respective rotationally fixed connection of the rotatable components of the transmission is realized according to the invention preferably via one or more intermediate waves, which may also be present as a short intermediate pieces in spatially dense position of the components. In concrete terms, the components which are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner can each be present either as individual components which are connected to one another in a torque-proof manner or also in one piece. In the second-mentioned case, the respective components and the possibly existing shaft are then formed by a common component, wherein this is especially realized just when the respective components are spatially close to each other in the transmission.
Bei Komponenten des Getriebes, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.In the case of components of the transmission which are only connected to one another by actuation of a respective switching element, a connection is likewise preferably realized via one or more intermediate shafts.
Ein Festsetzen erfolgt insbesondere durch drehfestes Verbinden mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes, bei welchem es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handelt, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauelement.A setting is carried out in particular by non-rotatable connection with a non-rotatable component of the transmission, which is preferably a permanently stationary component, preferably a housing of the transmission, a part of such a housing or a rotatably connected thereto component.
Unter der „Verbindung“ des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Getriebes ist im Sinne der Erfindung eine derartige Verbindung zu verstehen, dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der zweiten Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Dabei kann die Elektromaschine entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringeren Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein. Bei einer koaxialen Anordnung der Elektromaschine können die beiden Planetenradsätze dann zudem weiter bevorzugt axial im Bereich der Elektromaschine sowie radial innen liegend zu dieser angeordnet sein, so dass sich die axiale Baulänge des Getriebes verkürzen lässt.For the purposes of the invention, the "connection" of the rotor of the electric machine to the second drive shaft of the transmission means such a connection that a constant speed dependency prevails between the rotor of the electric machine and the second drive shaft. In this case, the electric machine can be arranged either coaxially with the planetary gear sets or offset from the axis to these. In the former case, the rotor of the electric machine can either be directly rotatably connected to the second drive shaft or be coupled via one or more intermediate gear ratios with this, the latter allows a cheaper design of the electric machine with higher speeds and lower torque. The at least one translation stage can be designed as a spur gear and / or as a planetary stage. In the case of a coaxial arrangement of the electric machine, the two planetary gear sets can then furthermore preferably be arranged axially in the area of the electric machine and radially inward therewith, so that the axial length of the transmission can be shortened.
Ist die Elektromaschine hingegen achsversetzt zu den Planetenradsätzen vorgesehen, so erfolgt eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen und/oder einen Zugmitteltrieb. Die eine oder die mehreren Übersetzungsstufen können hierbei auch im Einzelnen entweder als Stirnradstufe oder als Planetenstufe realisiert sein. Bei einem Zugmitteltrieb kann es sich entweder um einen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.If, however, the electric machine is provided offset in the axial direction with respect to the planetary gear sets, then a coupling takes place via one or more intermediate gear ratios and / or a traction drive. The one or more translation stages can also be realized in detail either as a spur gear or as a planetary stage. A traction drive may be either a belt drive or a chain drive.
Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.Overall, an inventive transmission is characterized by a compact design, low component loads, good gear efficiency and low losses.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich durch selektives Schließen der vier Schaltelemente drei Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle. So kann ein erster Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des zweiten und des vierten Schaltelements dargestellt werden, während sich ein zweiter Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle in einer ersten Variante durch Schließen des ersten und des vierten Schaltelements ergibt. Darüber hinaus kann der zweite Gang noch in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und des dritten Schaltelements, in einer dritten Variante durch Schließen des ersten Schaltelements sowie in einer vierten Variante durch Schließen des ersten und des zweiten Schaltelements geschaltet werden. Dabei ergibt sich der zweite Gang bereits durch Schließen des ersten Schaltelements, da dann die erste Antriebswelle und die Abtriebswelle über den ersten Planetenradsatz miteinander verbunden sind. Ein Schalten zwischen den Varianten des zweiten Ganges ist aber von Vorteil, um eine Schaltung in den ersten Gang oder auch in den dritten Gang jeweils vorzubereiten. Zudem ist bei der ersten Variante, bei der zweiten Variante und auch der vierten Variante des zweiten Ganges die Elektromaschine eingebunden, so dass Hybridfunktionen realisiert werden können. Schließlich wird noch der dritte Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des zweiten und des dritten Schaltelements geschaltet.According to one embodiment of the invention, three gears between the first drive shaft and the output shaft are obtained by selectively closing the four shift elements. Thus, a first gear between the first drive shaft and the output shaft can be represented by operating the second and the fourth switching element, while a second gear between the first drive shaft and the output shaft results in a first variant by closing the first and the fourth switching element. In addition, the second gear can still be switched in a second variant by actuating the first and the third switching element, in a third variant by closing the first switching element and in a fourth variant by closing the first and the second switching element. This results in the second gear already by closing the first switching element, since then the first drive shaft and the output shaft are connected to each other via the first planetary gear. A shift between the variants of the second gear but is advantageous to prepare a circuit in the first gear or in the third gear respectively. In addition, in the first variant, in the second variant and also the fourth variant of the second gear, the electric machine is integrated, so that hybrid functions can be realized. Finally, the third gear between the first drive shaft and the output shaft is switched by operating the second and the third switching element.
Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Dabei können Schaltungen zwischen den Gängen verwirklicht werden, bei welchen stets nur der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren ist, indem eines der am vorhergehenden Gang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Ganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.With a suitable choice of stationary gear ratios of the planetary gear sets this is a suitable for the application in the field of a motor vehicle translation series realized. In this case, circuits between the gears can be realized, in which always only the state of two switching elements is to be varied by one of the switching elements involved in the previous course to open and another switching element to represent the subsequent course is to close. This then has the consequence that a shift between the courses can proceed very quickly.
Aufgrund der Verbindung der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Getriebes lassen sich außerdem unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen:Due to the connection of the electric machine with the second drive shaft of the transmission also different operating modes can be realized in a simple manner:
So kann ein erster Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden, wobei sich dieser erste Gang durch Schließen des vierten Schaltelements ergibt. Dadurch ist die zweite Antriebswelle über den zweiten Planetenradsatz und den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle verbunden, wobei eine Übersetzung dieses ersten Ganges einer Übersetzung des ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht.Thus, a first gear between the second drive shaft and the output shaft for a purely electric driving can be used, this first gear results by closing the fourth switching element. Thereby, the second drive shaft via the second planetary gear set and the first planetary gear set is connected to the output shaft, wherein a translation of this first gear corresponds to a translation of the first, effective between the first drive shaft and the output shaft gear.
Außerdem kann noch ein zweiter Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren realisiert werden. Dabei ist zum Schalten dieses zweiten Ganges das dritte Schaltelement zu betätigen, so dass dann die zweite Antriebswelle direkt drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung steht und somit ein Direktgang realisiert wird. Eine Übersetzung dieses zweiten, zwischen der zweiten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht dabei einer Übersetzung des dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges.In addition, a second gear between the second drive shaft and the output shaft for a purely electric driving can still be realized. In this case, to actuate this second gear, the third switching element is actuated, so that then the second drive shaft directly rotatably connected to the output shaft is in communication and thus a direct gear is realized. A translation of this second, effective between the second drive shaft and output shaft gear corresponds to a translation of the third, effective between the first drive shaft and the output shaft gear.
Ausgehend von einem rein elektrischen Fahren im ersten, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in den ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang oder in die erste Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges zugestartet werden, da an diesen jeweils das vierte Schaltelement beteiligt ist. Ebenso kann auch aus dem zweiten, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die zweite Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges sowie in den dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang erfolgen. Starting from a purely electric driving in the first, between the second drive shaft and the output shaft effective gear then the upstream prime mover in the first, between the first drive shaft and the output shaft effective gear or in the first variant of the second, between the first drive shaft and the Output shaft can be started effective gear, as this is involved in each of the fourth switching element. Likewise, from the second, between the second drive shaft and the output shaft effective passage, a states of the upstream prime mover in the second variant of the second, between the first drive shaft and the output shaft effective gear and in the third, between the first drive shaft and the output shaft effective Gear.
Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das zweite Schaltelement geschlossen und damit eine drehfeste Verbindung der ersten Antriebswelle mit der zweiten Antriebswelle und damit auch der Elektromaschine hergestellt wird. Dabei laufen die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle gleich schnell. Gleichzeitig ist dabei kein Kraftschluss zur Abtriebswelle hergestellt, so dass sich das Getriebe in einer Neutralstellung befindet. Abgesehen von einem Ladebetrieb kann hierdurch auch ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine über die Elektromaschine verwirklicht werden.As a further mode of operation also a charging operation of an electrical energy storage can be realized by only the second switching element closed and thus a rotationally fixed connection of the first drive shaft to the second drive shaft and thus also the electric machine is made. The first drive shaft and the second drive shaft run at the same speed. At the same time no frictional connection to the output shaft is made, so that the transmission is in a neutral position. Apart from a loading operation, this can also be used to start the preceding drive machine via the electric machine.
Des Weiteren können Lastschaltungen mit Zugkraftstützung dargestellt werden: beim Gangwechsel zwischen dem ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und der ersten Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges kann die Zugkraft bei geschlossenem vierten Schaltelement über die Elektromaschine gestützt werden, wobei die Synchronisation des zu schließenden Schaltelements dabei über eine Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine erfolgt. Alternativ kann dies aber auch durch synchronisierte Schaltelemente oder auch durch eine andere, separate Synchronisationseinrichtung erfolgen, wie zum Beispiel eine Getriebebremse oder auch eine weitere Elektromaschine. Wird antriebsseitig der Antriebswelle zudem ein weiteres Schaltelement als Trennkupplung vorgesehen, kann die Trägheitsmasse der vorgeschalteten Antriebsmaschine während der Synchronisierung abgekoppelt werden. Ebenso wird im Zuge eines Gangwechsels zwischen der zweiten Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges und dem dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang die Zugkraft bei geschlossenem dritten Schaltelement über die Elektromaschine gestützt, während eine Synchronisation des zu schließenden Schaltelements durch Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine erfolgt.Furthermore, load circuits can be represented with traction support: when changing gear between the first, between the first drive shaft and the output shaft effective gear and the first variant of the second, effective between the first drive shaft and output shaft gear, the tensile force is supported by the electric machine with the fourth switching element closed be, with the synchronization of the closing element to be closed takes place via a speed control of the upstream drive machine. Alternatively, this can also be done by synchronized switching elements or by another, separate synchronization device, such as a transmission brake or another electric machine. If, on the drive side, the drive shaft also provides a further switching element as a separating clutch, the inertial mass of the upstream drive machine can be decoupled during the synchronization. Likewise, in the course of a gear change between the second variant of the second, between the first drive shaft and the output shaft effective gear and the third, effective between the first drive shaft and the output gear, the tensile force is supported with the third switching element closed via the electric machine, while a synchronization of the to be closed switching element by speed control of the upstream drive machine.
Das erfindungsgemäße Getriebe kann zudem so betrieben werden, dass beim Fahren eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine erreicht wird. So kann zunächst hybridisch in der ersten Variante des zweiten Ganges gefahren werden, indem entweder nach einer über die Elektromaschine drehmomentgestützten Schaltung vom ersten in den zweiten Gang oder nach einem Zustarten der Antriebsmaschine in den zweiten Gang das vierte Schaltelement zunächst geschlossen bleibt. Um nun aber eine Drehzahl der Elektromaschine im zweiten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des zweiten Ganges in die zweite Variante des zweiten Ganges umgeschaltet werden, da hier der Rotor der Elektromaschine eine geringere Drehzahl aufweist als in der ersten Variante des zweiten Ganges. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei geschlossenem ersten Schaltelement. Zunächst wird dabei das lastfreie, vierte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, dritte Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.The transmission according to the invention can also be operated so that when driving a speed reduction of the electric machine is achieved. So can be driven first hybrid in the first variant of the second gear by the fourth switching element initially remains closed either by a torque-assisted via the electric machine circuit from first to second gear or after a states of the prime mover in the second gear. However, in order to lower a rotational speed of the electric machine in second gear at higher driving speeds, it is possible to switch from the first variant of the second gear to the second variant of the second gear, since the rotor of the electric machine has a lower rotational speed here than in the first variant of the second Ganges. This switching takes place while maintaining the tensile force on the upstream prime mover with closed first switching element. First, while the load-free, fourth switching element is designed and subsequently loaded the load-free, third switching element, wherein the speed adjustment takes place by speed control of the electric machine.
Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine kein separates Schaltelement erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der zweiten Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges durch Öffnen des ersten Schaltelements abgekoppelt werden kann. Hierdurch wird dann der zweite Gang realisiert, welcher zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksam ist. Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang in den ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante in die erste Variante des zweiten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem ersten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des zweiten Ganges ist dann wiederum das vierte Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom zweiten in den ersten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.In this case, no separate switching element is required to decouple the upstream drive machine, since the upstream drive machine in the second variant of the second, effective between the first drive shaft and the output shaft gear can be decoupled by opening the first switching element. As a result, the second gear is then realized, which is effective between the second drive shaft and the output shaft. In addition, as the vehicle slows down, a downshift from the second gear active between the first input shaft and the output shaft into the first gear effective between the first input shaft and the output shaft can be prepared by first shifting from the second variant to the first variant of the second gear changed while the tensile force is obtained with closed first switching element via the upstream drive machine. In the first variant of the second gear turn the fourth switching element is then in turn closed, which is needed to support in the course of the downshift from second to first gear, the traction over the electric machine.
Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass eine weitere Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor an der ersten Antriebswelle angebunden ist. Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass hierdurch weitere Fahrzustände verwirklicht werden können. Zudem kann hierdurch ggf. unmittelbar ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine realisiert werden, wenn diese als Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet ist. Darüber hinaus kann die zusätzliche Elektromaschine die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei der Synchronisation von Schaltelementen unterstützen. Auch die weitere Elektromaschine kann koaxial oder achsversetzt angeordnet sein, wobei auch hier die Zwischenschaltung einer oder auch mehrerer Übersetzungsstufen denkbar ist.It is a further embodiment of the invention that a further electric machine is provided, the rotor is connected to the first drive shaft. Such an embodiment has the advantage that thereby further driving conditions can be realized. moreover This may possibly be realized directly starting the upstream drive machine, if this is configured as an internal combustion engine. In addition, the additional electric machine can support the upstream prime mover in the synchronization of switching elements. The other electric machine can be arranged coaxially or off-axis, with the interposition of one or more translation stages is also conceivable here.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erste Antriebswelle über ein fünftes Schaltelement drehfest mit einer Anschlusswelle verbunden werden, die innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges dann wiederum bevorzugt mit der dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine gekoppelt ist. Das fünfte Schaltelement kann dabei prinzipiell als kraftschlüssiges oder auch als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein, liegt aber besonders bevorzugt als Klauenkupplung vor. Über das fünfte Schaltelement kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine dementsprechend auch vollständig vom Getriebe abgekoppelt werden, so dass ein rein elektrischer Betrieb problemlos realisierbar ist.According to a further embodiment of the invention, the first drive shaft can be non-rotatably connected via a fifth switching element with a connecting shaft, which is then preferably coupled within a motor vehicle drive train with the drive machine upstream of the transmission. The fifth switching element can in principle be designed as a non-positive or as a form-locking switching element, but is particularly preferred as a dog clutch. Accordingly, the preceding drive machine can also be completely decoupled from the transmission via the fifth shifting element, so that a purely electrical operation can be realized without difficulty.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Schaltelemente jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert. Hierbei ist das jeweilige Schaltelement bevorzugt entweder als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt. Formschlüssige Schaltelemente haben gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass im geöffneten Zustand geringere Schleppverluste auftreten, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente verwirklicht, so dass sich möglichst geringe Schleppverluste erreichen lassen. Prinzipiell könnte aber auch ein Schaltelement oder könnten mehrere Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Lamellenschaltelemente, gestaltet sein.In a further development of the invention, one or more switching elements are each realized as a form-locking switching element. In this case, the respective switching element is preferably designed either as a claw switching element or as a blocking synchronization. Form-fitting switching elements have the advantage over non-positive switching elements that in the open state lower drag losses occur, so that it is possible to achieve a better efficiency of the transmission. In particular, in the transmission according to the invention all switching elements are realized as form-fitting switching elements, so that the lowest possible drag losses can be achieved. In principle, however, it would also be possible to design a switching element or several switching elements as non-positive switching elements, for example as lamella switching elements.
Die Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.The planetary gear sets can, if it allows a connection of the elements, in the context of the invention each present as a minus planetary gear set, wherein it is a sun gear at the first element of the respective planetary gear, at the second element of each planetary gear set and a planet third element of the respective planetary gear is a ring gear. A minus planetary set is composed in a manner known in principle to the person skilled in the art from the elements sun gear, planet carrier and ring gear, wherein the planet carrier at least one, but preferably several planetary gears rotatably mounted, in each case with both the sun gear, and the combing the surrounding ring gear.
Alternativ dazu könnten aber einer oder auch beide Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.Alternatively, but one or both planetary gear sets, if it allows the connection of the respective elements, as a plus-planetary gear, wherein it is the first element of the respective planetary gear then a sun gear, in the second element of the respective planetary gear around a ring gear and the third element of the respective planetary gear set is a planetary land. In a plus-planetary gear set the elements sun gear, ring gear and planetary gear are also present, the latter at least one pair of planetary leads, in which one planetary gear with the inner sun gear and the other planet gear meshing with the surrounding ring gear, and the planet gears mesh with each other.
Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Gemäß einer ersten Variante der Erfindung liegen der erste und der zweite Planetenradsatz als Minus-Planetensätze vor, während bei einer alternativen Variante der erste Planetenradsatz als Plus-Planetensatz und der zweite Planetenradsatz als Minus-Planetensatz gestaltet ist.Where there is a connection of the individual elements, a minus planetary gear set can be converted into a plus-planetary gear set, in which case compared to the design as a minus planetary gear set the Hohlrad- and the Planetensteganbindung to swap with each other, and a Getriebestandübersetzung is to increase by one. Conversely, a plus planetary gear set could be replaced by a minus planetary gear set, if the connection of the elements of the transmission makes this possible. In this case, compared to the plus planetary gear set, the ring gear and the planet web connection would then also have to be exchanged with each other, as well as a transmission gear ratio reduced by one. According to a first variant of the invention, the first and the second planetary gear set are available as minus planetary gear sets, while in an alternative variant, the first planetary gearset is designed as a plus planetary gearset and the second planetary gearset as a minus planetary gearset.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Dabei kann über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement und andererseits das zweite Schaltelement betätigt werden. Dies hat den Vorteil, dass durch dieses Zusammenfassen die Anzahl an Betätigungselementen reduziert und damit auch der Herstellungsaufwand gemindert werden kann.According to a further embodiment of the invention, the first switching element and the second switching element are combined to form a pair of switching elements, which is associated with an actuating element. In this case, on the one hand the first switching element and on the other hand the second switching element can be actuated via the actuating element from a neutral position. This has the advantage that this combination reduces the number of actuators and thus the production cost can be reduced.
Alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Variante sind das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses Betätigungselement kann dabei aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement und andererseits das vierte Schaltelement betätigt werden. Hierdurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden, indem durch das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar eine Betätigungseinrichtung für beide Schaltelemente verwendet werden kann.Alternatively or in addition to the aforementioned variant, the third switching element and the fourth switching element are combined to form a pair of switching elements, which is associated with an actuating element. About this actuator can be out of a neutral position on the one hand the third switching element and on the other hand the fourth switching element are actuated. As a result, the production cost can be reduced by an actuator for both switching elements can be used by combining the two switching elements to a pair of switching elements.
Besonders bevorzugt sind aber beide vorgenannten Schaltelementpaare realisiert, so dass die vier Schaltelemente des Getriebes über zwei Betätigungselemente betätigt werden können. Hierdurch lässt sich ein besonders niedriger Herstellungsaufwand verwirklichen.But particularly preferably both aforementioned switching element pairs are realized, so that the four switching elements of the transmission can be actuated via two actuators. This makes it possible to realize a particularly low production cost.
Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der insbesondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine und der ersten Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.In the context of the invention, the transmission can be preceded by a starting element, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch. This starting element can then also be part of the transmission and serves to design a start-up process by enabling a slip speed between the drive machine designed in particular as an internal combustion engine and the first drive shaft of the transmission. In this case, one of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch can be designed as such a starting element by being present as a friction switching element. In addition, a freewheel to the transmission housing or to another shaft can in principle be arranged on each shaft of the transmission.
Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die erste Antriebswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Rotorwelle der Elektromaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein ggf. vorhandener Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.The transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train for a hybrid or electric vehicle and is then arranged between a designed as an internal combustion engine or as an electric machine prime mover of the motor vehicle and further, in the direction of power flow to drive wheels of the motor vehicle following components of the drive train. Here, the first drive shaft of the transmission is either permanently non-rotatably coupled to a crankshaft of the internal combustion engine or the rotor shaft of the electric machine or connected via an intermediate disconnect clutch or a starting element with this, between a combustion engine and the transmission also a torsional vibration damper can be provided. On the output side, the transmission within the motor vehicle drive train is then preferably coupled to a differential gear of a drive axle of the motor vehicle, although here also a connection to a longitudinal differential may be present, via which a distribution takes place on a plurality of driven axles of the motor vehicle. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged with the transmission in a common housing. Likewise, an optionally existing torsional vibration damper can also be integrated into this housing.
Dass zwei Bauelemente des Getriebes „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind mit gleichbleibender Drehzahlabhängigkeit miteinander gekoppelt.The fact that two components of the transmission are "connected" or "coupled" or "communicate with one another" means in the context of the invention a permanent coupling of these components, so that they can not rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which may be elements of the planetary gear sets and / or shafts and / or a non-rotatable component of the transmission, but the corresponding components are coupled to each other with constant speed dependence.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angebundenen Bauelemente ggf. in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If, by contrast, a switching element is provided between two components, then these components are not permanently coupled to one another, but a coupling is only made by actuating the intermediate switching element. In this case, an actuation of the switching element in the sense of the invention means that the relevant switching element is transferred into a closed state and, as a result, the components directly connected thereto, if necessary, in their rotational movements equal to one another. In the case of an embodiment of the relevant switching element as a form-locking switching element on this directly rotatably interconnected components are running at the same speed, while in the case of a non-positive switching element can also exist after pressing desselbigen speed differences between the components. This intentional or unwanted state is still referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges; -
2 bis4 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es jeweils beidem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann; -
5 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den2 bis4 ; -
6 eine schematische Darstellung eines Getriebes, wie es ebenfalls beidem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann; -
7 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus6 ; -
8 eine schematische Ansicht eines Getriebes, wie es ebenfalls beidem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann; -
9 eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Zustände des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus1 mit dem Getriebe nach8 ; -
10 eine schematische Darstellung eines Teils eines alternativen Kraftfahrzeugantriebsstranges; -
11 eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Zustände des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus10 ; -
12 bis17 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe aus den2 bis4 ,6 und8 .
-
1 a schematic view of a motor vehicle drive train; -
2 to4 in each case a schematic view of each of a transmission, as is the case in each case in the motorvehicle drive train 1 can be used; -
5 an exemplary circuit diagram of the transmission of the2 to4 ; -
6 a schematic representation of a transmission, as it also in themotor vehicle powertrain 1 can be used; -
7 an exemplary circuit diagram of the transmission6 ; -
8th a schematic view of a transmission, as it also in themotor vehicle powertrain 1 can be used; -
9 a tabular representation of different states of the motor vehicle powertrain from1 with the gearbox after8th ; -
10 a schematic representation of a portion of an alternative motor vehicle drive train; -
11 a tabular representation of different states of the motor vehicle powertrain from10 ; -
12 to17 in each case a schematic representation depending on a modification possibility of the transmission from the2 to4 .6 and8th ,
Aus
Im vorliegenden Fall liegen also der erste Planetenradsatz
Sofern es die Anbindung zulässt, könnten der erste Planetenradsatz
Wie in
Eine erste Antriebswelle
Wie zudem in
Sowohl die erste Antriebswelle
Wie zudem aus
Das erste Schaltelement
Ebenso sind das dritte Schaltelement
Die koaxial zu den Planetenradsätzen
Ferner geht aus
In
Wie in
Obwohl die Schaltelemente
Die Getriebe
In vorteilhafter Weise kann ausgehend vom ersten Gang
Des Weiteren kann durch Schließen des zweiten Schaltelements
Zudem kann noch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine
Die Umschaltung in die zweite Variante
Bei dem Getriebe
Des Weiteren zeigt
In
Ferner geht aus
In
Bei einem ersten Zustand
Ab dem Zustand
Bei den Zuständen
In
Schließlich zeigen noch die
Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach
Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach
Vorliegend ist der Planetensteg
Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus
Des Weiteren zeigt
Wie in
Schließlich zeigt noch
Die in den
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und mit gutem Wirkungsgrad realisiert werden.By means of the embodiments according to the invention, a transmission with a compact design and with good efficiency can be realized.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- GG
- Getriebetransmission
- RSRS
- Radsatzwheelset
- GGGG
- Drehfestes BauelementNon-rotating component
- P1P1
- Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
- E11 E11
- Erstes Element des ersten PlanetenradsatzesFirst element of the first planetary gear set
- E21E21
- Zweites Element des ersten PlanetenradsatzesSecond element of the first planetary gear set
- E31E31
- Drittes Element des ersten PlanetenradsatzesThird element of the first planetary gear set
- P2P2
- Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
- E12E12
- Erstes Element des zweiten PlanetenradsatzesFirst element of the second planetary gear set
- E22E22
- Zweites Element des zweiten PlanetenradsatzesSecond element of the second planetary gear set
- E32E32
- Drittes Element des zweiten PlanetenradsatzesThird element of the second planetary gear set
- AA
- Erstes SchaltelementFirst switching element
- BB
- Zweites SchaltelementSecond switching element
- CC
- Drittes SchaltelementThird switching element
- DD
- Viertes SchaltelementFourth switching element
- K0K0
- Fünftes SchaltelementFifth switching element
- SP1SP1
- SchaltelementpaarSwitching element pair
- SP2SP2
- SchaltelementpaarSwitching element pair
- 11
- Erster GangFirst course
- 2.12.1
- Zweiter GangSecond gear
- 2.22.2
- Zweiter GangSecond gear
- 2.32.3
- Zweiter GangSecond gear
- 2.42.4
- Zweiter GangSecond gear
- 33
- Dritter GangThird gear
- E1E1
- erster Gangfirst course
- E2E2
- zweiter Gangsecond gear
- GW1LV1
- Erste AntriebswelleFirst drive shaft
- GW1-ALevel 1-A
- Anschlussstellejunction
- GW2GW2
- Zweite AntriebswelleSecond drive shaft
- GWAGWA
- Abtriebswelleoutput shaft
- GWA-AGWA-A
- Anschlussstellejunction
- ANON
- Anschlusswelleconnecting shaft
- EM1EM1
- Elektromaschineelectric machine
- S1S1
- Statorstator
- R1R1
- Rotorrotor
- EM2EM2
- Elektromaschineelectric machine
- S2S2
- Statorstator
- R2R2
- Rotorrotor
- SRSSRS
- Stirnradstufespur gear
- SR1SR1
- Stirnradspur gear
- SR2SR2
- Stirnradspur gear
- PSPS
- Planetenstufeplanetary stage
- HOHO
- Hohlradring gear
- PTPT
- Planetenstegplanet spider
- PRPR
- Planetenradplanet
- PR1PR1
- Planetenradplanet
- PR2PR2
- Planetenradplanet
- SOSO
- Sonnenradsun
- ZTZT
- Zugmitteltriebtraction drive
- VKMVKM
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- TSTS
- Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
- AGAG
- Differentialgetriebedifferential gear
- DWDW
- Antriebsräderdrive wheels
- I bis XII to XI
- Zuständeconditions
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011005531 A1 [0003]DE 102011005531 A1 [0003]
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017222703.6A DE102017222703B4 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Transmission for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017222703.6A DE102017222703B4 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Transmission for a motor vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017222703A1 true DE102017222703A1 (en) | 2019-06-19 |
DE102017222703B4 DE102017222703B4 (en) | 2022-05-19 |
Family
ID=66674658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017222703.6A Active DE102017222703B4 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Transmission for a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017222703B4 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011005531A1 (en) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid drive of a motor vehicle |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017218513A1 (en) | 2017-10-17 | 2019-04-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Transmission for a motor vehicle |
-
2017
- 2017-12-14 DE DE102017222703.6A patent/DE102017222703B4/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011005531A1 (en) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid drive of a motor vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017222703B4 (en) | 2022-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017216299A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222705B4 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216305B4 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018215234A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216309A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018215232A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222719A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018202584A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222712A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018217870A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018202585A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216317A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216294A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222717B4 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222710A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222711A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222724A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017223157A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017223159A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018200295A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018215226A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216308A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216310A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216301A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017222703B4 (en) | Transmission for a motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |