DE102019126188A1 - Antriebsstrang - Google Patents

Antriebsstrang Download PDF

Info

Publication number
DE102019126188A1
DE102019126188A1 DE102019126188.0A DE102019126188A DE102019126188A1 DE 102019126188 A1 DE102019126188 A1 DE 102019126188A1 DE 102019126188 A DE102019126188 A DE 102019126188A DE 102019126188 A1 DE102019126188 A1 DE 102019126188A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
drive train
pressure
transmission
clutches
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.)
Pending
Application number
DE102019126188.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Ivo Agner
Aurelie Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102019126188.0A priority Critical patent/DE102019126188A1/de
Priority to CN202010999850.2A priority patent/CN112572140A/zh
Publication of DE102019126188A1 publication Critical patent/DE102019126188A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/06Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
    • B60K17/08Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing of mechanical type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/10Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement 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
    • B60K6/20Arrangement 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
    • B60K6/22Arrangement 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
    • B60K6/38Arrangement 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
    • B60K6/387Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
    • F16D2021/0661Hydraulically actuated multiple lamellae clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/14Clutches which are normally open, i.e. not engaged in released state

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) mit einer Antriebseinheit (2) mit zumindest einer Elektromaschine und einem Getriebe (3) mit zwei Teilgetrieben mit jeweils zumindest einer Gangstufe und jeweils einer zwischen einem Rotor der zumindest einen Elektromaschine und jeweils einer Getriebeeingangswelle der Teilgetriebe angeordneten Kupplung (7, 8). Um den Antriebsstrang (1) insbesondere in einem Notbetrieb sicher und ausfallsicher betreiben zu können, ist eine erste der beiden Kupplungen (7) im nicht betätigten Zustand geschlossen und die andere, zweite Kupplung (8) im nicht betätigten Zustand offen ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit zumindest einer Elektromaschine und einem Getriebe mit zwei Teilgetrieben mit jeweils zumindest einer Gangstufe und jeweils einer zwischen einem Rotor der zumindest einen Elektromaschine und jeweils einer Getriebeeingangswelle der Teilgetriebe angeordneten Kupplung.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2018 120 176 A1 ist ein Antriebsstrang mit einer Elektromaschine und einem Getriebe mit zwei Getriebeeingangswellen und einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle bekannt, wobei zwischen der Elektromaschine und dem Getriebe eine Doppelkupplung vorgesehen ist, bei der jeweils zwischen der Elektromaschine und einer Getriebeeingangswelle eine Kupplung vorgesehen ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Antriebsstrangs. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, einen Antriebsstrang mit elektrisch betriebener Achse vorzuschlagen, der im Falle eines Notbetriebs mit fehlerhaftem Betätigungssystem sicher und ausfallsicher betrieben werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
  • Der vorgeschlagene Antriebsstrang dient dem Betrieb von mittels einer aus zumindest einer Elektromaschine rein elektrisch oder aus einer Brennkraftmaschine und Elektromaschine hybridisch arbeitenden Antriebseinheit betriebenen Kraftfahrzeugen. Es versteht sich, dass die Antriebseinheit weitere Elektromaschinen enthalten kann und/oder auf der Getriebeseite, beispielsweise an zumindest einer Getriebeeingangswelle und/oder an einer und/oder zwei Getriebeausgangswellen zumindest eine Elektromaschine vorgesehen sein kann.
  • Um die Drehzahl der Antriebseinheit auf die Raddrehzahlen von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs anzugleichen, ist ein Getriebe vorgesehen, welches aus zwei Teilgetrieben mit jeweils zumindest einer Gangstufe und jeweils einer zwischen einem Rotor der zumindest einen Elektromaschine und jeweils einer Getriebeeingangswelle der Teilgetriebe angeordneten Kupplung gebildet ist. Die Teilgetriebe können jeweils aus einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle gebildet sein, zwischen denen beispielsweise miteinander verzahnte Stirnräder zur Bildung jeweils einer oder einer einzigen Gangstufe angeordnet sind. Die Getriebeausgangswellen werden dabei am Ausgang des Getriebes, beispielsweise an einem Differential miteinander verbunden. Alternativ kann eine einzige Getriebeausgangswelle vorgesehen sein, zwischen der und den beiden Getriebeeingangswellen die einzige oder mehrere Gangstufen ausbildende Stirnradpaare angeordnet sind.
  • Um den Antriebsstrang sicher, das heißt ohne Verzwängungen und dergleichen bei gegebenenfalls ausfallenden Elementen zur Betätigung der Kupplungen und dennoch ausfallsicher, das heißt, dennoch in ausreichender Leistung und über einen reinen Limp-Home-Betrieb hinausgehend betreiben zu können, ist eine erste Kupplung im nicht betätigten Zustand geschlossen und die andere, zweite Kupplung im nicht betätigten Zustand offen ausgebildet. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall des die Kupplungen betätigenden Betätigungssystems die erste Kupplung geschlossen bleibt oder geschlossen wird und die zweite Kupplung offen bleibt oder geöffnet wird. Über das Teilgetriebe mit der ersten Kupplung kann daher ein Kraftfahrzeug mit dem vorgeschlagenen Antriebsstrang weiterbetrieben werden. Eine Funktion einer Anfahrkupplung der ersten Kupplung ist bei gestörtem Betätigungssystem nicht erforderlich, da Anfahrten mittels der zumindest einen Elektromaschine ab einer Drehzahl gleich Null erfolgen können.
  • Die Teilgetriebe können jeweils eine einzige Gangstufe oder mehrere Gangstufen aufweisen. Hierbei wird das Getriebe so geschaltet, dass zumindest bei dem Teilgetriebe mit der ersten Kupplung bei einem Ausfall oder einer Störung der Betätigung der Reibungskupplungen eine Gangstufe mit einer kleinen Übersetzung eingelegt bleibt oder eingelegt wird, so dass bei einem Ausfall der Betätigung der Kupplungen die Drehzahl der Antriebseinheit gehalten oder verringert wird. Unter einer kleinen Übersetzung ist dabei eine Übersetzung ins Langsame, eine „größere“ wie längere Gangstufe, eine in Richtung Overdrive gehende Gangübersetzung oder eine ähnliche Ausdrucksweise zu verstehen. Beispielsweise kann eine Schaltung von mehreren Gangstufen des Teilgetriebes mit der ersten Übersetzung mittels Schaltkupplungen bei einem Ausfall der gegebenenfalls gemeinsamen Schaltung der Kupplungen und der Schaltkupplungen so vorgesehen sein, dass beispielsweise durch entsprechende axiale Vorspannung der Schaltkupplungen die Gangstufe mit der kleinsten Übersetzung eingelegt wird oder eingelegt bleibt, während die übrige oder übrigen Gangübersetzungen ausgelegt werden. Bei einem Getriebe mit jeweils einer Gangübersetzung pro Teilgetriebe weist in bevorzugter Weise das Teilgetriebe mit der ersten Kupplung eine kleinere Übersetzung als die Gangstufe des Teilgetriebes mit der zweiten Kupplung auf.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Kupplungen neben einer alternativen Ausführungsform mit trocken betriebenen Reibungskupplungen mit Gegendruckplatte, axial verlagerbarer Anpressplatte und zwischen diesen axial einspannbaren Reibbelägen einer Kupplungsscheibe nass betrieben. Die Kupplungen können als Doppelkupplung ausgebildet sein, die beide Kupplungen innerhalb eines Gehäuses aufnimmt. Die Doppelkupplung weist in bevorzugter Weise ein einziges Eingangsteil wie beispielsweise eine Eingangswelle auf, die mittels der beiden Kupplungen in zwei Ausgangsteile, die beispielsweise jeweils mit einer Getriebeeingangswelle eines Teilgetriebes des Getriebes drehschlüssig verbunden sind, verzweigt.
  • Die nass betriebenen Kupplungen können als Lamellenkupplungen mit jeweils einem Lamellenpaket aus abwechselnd geschichteten eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen ausgebildet sein, die von einem Ausrückelement eines Betätigungselements axial belastet werden.
  • Das Lamellenpaket der ersten Lamellenkupplung ist dabei mittels eines axial wirksamen Federelements, insbesondere einer Tellerfeder gegen eine axial fest angeordnete Endlamelle vorgespannt. Das Betätigungselement drückt oder zieht dabei axial an dem Federelement und hebt dessen Vorspannung gegenüber dem Lamellenpaket auf, so dass die erste Lamellenkupplung geöffnet wird.
  • Bei der zweiten Lamellenkupplung spannt ein entsprechendes Betätigungselement des Betätigungssystems deren Lamellenpaket gegen einen axial festen Endanschlag vor, so dass die zweite Lamellenkupplung mit zunehmender Vorspannung geschlossen wird.
  • Das die erste Lamellenkupplung betätigende Betätigungselement kann bezogen auf deren Lamellenpaket auf der abgewandten Seite des Federelements angeordnet sein, wobei das Betätigungselement axial erweiterte, über den Umfang verteilt angeordnete Finger aufweist, welche das Lamellenpaket axial durchgreifen und die Vorspannung des Federelements zur Betätigung der Lamellenkupplung aufheben. Beispielsweise kann eine von dem Federelement vorgespannte erste Lamelle des Lamellenpakets entgegen der Wirkung des Federelements axial verlagert werden.
  • Die Kupplungen werden von einem Betätigungssystem beaufschlagt, welches beispielsweise elektromechanisch mittels eines ein mechanisches Betätigungselement axial unter Zwischenschaltung eines Aktorgetriebes axial verlagernden, von einem Steuergerät gesteuerten Elektromotors angetrieben wird. Beispielsweise kann ein sogenannter Hebelaktor vorgesehen sein. Alternativ können die Kupplungen von dem Betätigungssystem beispielsweise hydraulisch oder hydrostatisch betätigt sein, wobei eine Druckversorgungseinrichtung, beispielsweise ein von einem Elektromotor angetriebener Geberzylinder oder eine von einer Brennkraftmaschine oder einem Elektromotor angetriebene Pumpe ein Druckmittel mit Druck beaufschlagen, welches über eine Druckleitung einen Nehmerzylinder beaufschlagt, dessen Druckkolben oder Drucktopf die entsprechende Kupplung axial entlang eines Betätigungswegs betätigt. Zur Ausbildung eines hydraulisch wirksamen Betätigungssystems kann beispielsweise für jede Lamellenkupplung ein von einer Druckversorgungseinrichtung mit Druck beaufschlagbarer Drucktopf mit dem Lamellenpaket der um eine Drehachse verdrehbar angeordneten ersten Lamellenkupplung umlaufend angeordnet sein. Zwischen der Druckversorgungseinrichtung und dem Drucktopf sind hierbei entsprechende Drehdurchführungen vorgesehen. Beispielsweise kann die Druckleitung von der Druckversorgungseinrichtung über entsprechende Schaltventile mittels Druckdurchführungen mit einer Druckeinführung in einen hohlgebohrten Wellenabschnitt und eine Druckeinführung von dem Wellenabschnitt in eine Kolben/Zylindereinheit der Lamellenkupplung geleitet werden. Die Kolben/Zylindereinheiten enthalten jeweils einen die Lamellenpakete beaufschlagenden Drucktopf, der abhängig vom anliegenden Betätigungsdruck als Kolben der Kolben/Zylindereinheit die entsprechende Lamellenkupplung betätigt. Zum Ausgleich von auf die in den Druckkammern der Kolben/Zylindereinheiten vorgehaltenen Volumina des Druckmittels können Druckausgleichskammern vorgesehen sein.
  • Zur Ausbildung eines hydrostatischen Betätigungssystems kann ein von einer Druckversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Hydrostataktor beaufschlagbarer Nehmerzylinder gehäusefest angeordnet sein. Die axiale Beaufschlagung der um die Drehachse drehenden Kupplungen wie beispielsweise Lamellenkupplungen erfolgt unter Zwischenschaltung von Betätigungslagern zum Drehausgleich, ein Ausrücklager bei der ersten Reibungskupplung und ein Einrücklager bei der zweiten Kupplung. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Antriebsstrangs sind die Kupplungen in dieselbe axiale Richtung betätigbar ausgebildet. Hierdurch können beispielsweise Auslegungen bezüglich der Betätigungskräfte, des Bauraums, der Wirkweise des Betätigungssystems und/oder dergleichen in vorteilhafter Weise für jede Kupplung einheitlich vorgesehen werden.
  • Zur Einsparung von axialem Bauraum können die Kupplungen radial übereinander angeordnet sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Reibflächen der Kupplungen im Wesentlichen gleich groß sind. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform mit Lamellenkupplungen die Anzahl, der Reibquerschnitt der Lamellen und/oder dergleichen entsprechend ausgelegt sein. Um beispielsweise den Bauraum insbesondere bei einer Auslegung der Doppelkupplung mit Lamellenkupplungen vorteilhaft auszubilden und umfangsreiche Überschneidungen der Betätigungselemente des Betätigungssystems zu vermeiden, kann die erste Kupplung radial außen angeordnet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des vorgeschlagenen Antriebsstrangs kann eine Kennlinie des Federelements entlang eines Betätigungswegs nach Überwinden der maximalen Vorspannkraft des Federelements degressiv ausgebildet sein, so dass das Halten der Kupplung im geöffneten Zustand vergleichsweise wenig kraftaufwendig ist beziehungsweise wenig Energie verbraucht, so dass über eine längere Zeit ökonomisch vorteilhaft bei geöffneter erster Kupplung gefahren werden kann. Aufgrund der degressiven Kennlinie ist eine Ausrückkraft bei ausgerückter erster Kupplung kleiner als eine maximale Vorspannkraft des Federelements bei eingerückter erster Kupplung. Ökonomisch besonders vorteilhaft ist dabei der Betrieb des Antriebsstrangs bei geschlossener erster Kupplung und damit einem Fahren in einer lang übersetzen Gangstufe, da das Betätigungssystem bei geschlossener erster Kupplung und bei offener zweiter Kupplung keine Energie verbraucht.
  • Die Kupplungen werden mittels des Betätigungssystems abhängig von einer in dem Steuergerät hinterlegten Kennlinie des über die jeweilige Kupplung übertragbaren Moments über den Betätigungsweg gesteuert. Die Kennlinien der Kupplungen werden hierbei laufend an langfristige Änderungen wie beispielsweise Verschleiß und kurzzeitige Änderungen wie beispielsweise Temperaturänderungen adaptiert, indem beispielsweise laufend der Tastpunkt und eine Steigung der Kennlinie ermittelt werden. Der Betätigungsweg wird entweder mittels eines Wegsensors des Betätigungswegs oder einer kinematisch von diesem abhängigen Größe wie beispielsweise der Drehkennwerte eines Elektromotors bei bekannter Übersetzung zum Betätigungselement erfasst. Um einen Wegsensor und damit Bauraum für diesen einzusparen, kann der Druck der betreffenden Druckleitung beispielsweise mittels eines Drucksensors erfasst und mit dem Betätigungsweg korreliert werden.
  • Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
    • 1 den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten, teilweise dargestellten Antriebsstrangs im Schnitt und
    • 2 eine Kennlinie der ersten Kupplung des Antriebsstrangs der 1.
  • Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Antriebsstrangs 1 im Schnitt mit der nur schematisch dargestellten rein elektrisch oder hybridisch ausgebildeten Antriebseinheit 2 mit einer Elektromaschine und gegebenenfalls einer Brennkraftmaschine, dem ebenfalls nur schematisch dargestellten Getriebe 3 mit zwei Teilgetrieben, von denen lediglich die Getriebeeingangswellen 4, 5 dargestellt sind und die zwischen der Antriebseinheit 2 und dem Getriebe 3 angeordnete Doppelkupplung 6 im Schnitt. Die Doppelkupplung 6 enthält die beiden radial übereinander angeordneten, als nass betriebene Lamellenkupplungen 9, 10 ausgebildeten Kupplungen 7, 8. Die Lamellenkupplung 9 ist dabei als zwangsweise geöffnete, das heißt im drucklosen Zustand geschlossene und mittels eines von dem Betätigungssystem 11 bereitgestellten Betätigungsdrucks geöffnete Kupplung 7 ausgebildet. Die Lamellenkupplung 10 ist als zwangsweise geschlossene, das heißt im drucklosen Zustand offene und mittels eines von dem Betätigungssystem 11 bereitgestellten Betätigungsdrucks geschlossene Kupplung 8 ausgebildet.
  • Die Betätigung der Kupplungen 7, 8 erfolgt mittels des teilweise schematisch dargestellten Betätigungssystems 11, welches mittels einer nicht dargestellten Druckversorgungseinrichtung, bevorzugt in Form einer elektrisch betriebenen Pumpe einen Betätigungsdruck des Druckmittels erzeugt. Das Druckmittel wird über den Leitungsblock 12 und die Drehdurchführungen 13, 14 über die angebundenen Druckleitungen 15, 16 und die angeschlossenen Druckkammern 17, 18 den Kolben/Zylindereinheiten 19, 20 zugeführt, so dass an diesen abhängig von einer Steuerung der Druckversorgungseinrichtung beziehungsweise zwischengeschalteten Wegventilen zur Betätigung der Kupplungen 7, 8 der gewünschte Betätigungsdruck anliegt. Zwischen den Dreheinführungen 13, 14 ist die Dreheinführung 46 zur Zuleitung von Druckmittel mit Normaldruck beispielsweise zur Kühlung, zur Versorgung der Ausgleichskammern 23, 24 und zur Trennung der beiden gegebenenfalls einen höheren Betätigungsdruck führenden Dreheinführungen 13, 14 angeordnet. Die als Betätigungskolben dienenden Drucktöpfe 21, 22 der Kolben/Zylindereinheiten 19, 20 werden durch den anliegenden, über die Dreheinführungen 13, 14 in die Druckkammern 17, 18 zugeführten Betätigungsdruck axial verlagert. Zum Ausgleich des Fliehkrafteinflusses der Druckmittelvolumina der um die Drehachse d drehenden Druckkammern 17, 18 sind die druckausgleichenden, mit Normaldruck versehenen Ausgleichskammern 23, 24 den Druckkammern 17, 18 gegengeschaltet, so dass an den Drucktöpfen 21, 22 nur der Betätigungsdruck anliegt.
  • Bei der als zwangsweise geöffnet ausgebildeten Lamellenkupplung 9 ist das aus den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen 25, 26 gebildete Lamellenpaket 27 mittels des axial wirksamen Federelements 28, beispielsweise einer Tellerfeder axial gegen das Trägerteil 29 vorgespannt. Eine Betätigung, das heißt, ein Öffnungsvorgang der Lamellenkupplung 9 erfolgt, indem der Drucktopf 21 mittels seiner axial erweiterter und das Lamellenpaket 27 durchgreifender Finger 30 die Endlamelle 31 entgegen der Wirkung des Federelements 28 entlang eines axialen Betätigungswegs mittels des von der Druckversorgungseinrichtung bereitgestellten Betätigungsdrucks verlagert. Die Finger 30 sind nur in der Endlamelle 31 fixiert. Das hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Reibungskräfte bei der Betätigung der Endlamelle 31 und daraus folgenden Relativbewegungen der Finger 30 zu den anderen Lamellen 25, 26 entstehen, die aufgrund ihrer Hysteresen das Regelverhalten der Kupplung 7 negativ beeinflussen könnten. Weiterhin ist sichergestellt, dass sich die Finger 30 bei hohen Drehzahlen unter Fliehkraft nicht aufbiegen.
  • Die Anpresskraft des Federelements 28 ist dabei nicht linear und weist ein Maximum auf, welches die maximale Anpresskraft gegenüber dem Lamellenpaket 27 bereitstellt.
  • Zum Ausrücken der Lamellenkupplung 9 ist daher nur kurzzeitig ein Betätigungsdruck zumindest entsprechend einer Überwindung des Maximums anzulegen, die Lamellenkupplung 9 wird anschließend ökonomisch vorteilhaft mit wesentlich geringerer Betätigungskraft wie Betätigungsdruck offengehalten.
  • Die Kupplung 8 ist als zwangsweise geschlossene Lamellenkupplung 10, die durch Anlegen eines Betätigungsdrucks in der Druckkammer 18 durch Verlagerung des Drucktopfs 22 geschlossen wird, ausgebildet. Der Drucktopf 22 spannt hierbei abhängig vom Betätigungsdruck die abwechselnd geschichteten eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen 32, 33 des Lamellenpakets 35 gegen die axial fest angeordnete Endlamelle 34 vor.
  • Die die eingangsseitigen Lamellen 25, 32 drehfest aufnehmenden Lamellenträger 36, 37 sind drehfest mit dem Trägerteil 29 verbunden. Das Trägerteil 29 ist mit dem gemeinsamen Eingangsteil 38 der Doppelkupplung 6 verbunden, beispielsweise verschweißt. Das als Wellenteil ausgebildete und die Drehdurchführungen 13, 14 enthaltende Eingangsteil 38 ist mit der Antriebseinheit 2 verbunden.
  • Die ausgangsseitigen, die Lamellen 26, 33 drehfest aufnehmenden Lamellenträger 39, 40 sind jeweils mit den Getriebeeingangswellen 4, 5 der Teilgetriebe mit zumindest einer Übersetzung drehfest verbunden. In zumindest einem Teilgetriebe und/oder den Teilgetrieben nachfolgend kann zumindest eine weitere Elektromaschine vorgesehen sein. Die Getriebeausgangswellen der Teilgetriebe sind mittels eines Differentials mit Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs verbunden.
  • Die Betätigung der Kupplungen 7, 8 erfolgt aus Bauraumgründen axial in dieselbe Richtung. Die Doppelkupplung 6 ist in sich kraftausgeglichen und mittels der vorgesehenen Lagerung 45 axial fest und verdrehbar gehäusefest aufgenommen.
  • Bei einem Ausfall oder Fehler des Betätigungssystems 11 wird dieses drucklos geschaltet, so dass die Kupplung 7 schließt oder geschlossen bleibt und die Kupplung 8 öffnet oder geöffnet bleibt. In bevorzugter Weise weist das der Kupplung 7 zugeordnete Teilgetriebe die gegenüber der eingestellten Festeinstellung oder der aktuell geschalteten Übersetzung des anderen Teilgetriebes eine kleinere wie längere Festübersetzung auf oder wird bei mehreren Gangstufen in eine solche geschaltet., so dass bei einem Ausfall des Betätigungssystems 11 die Drehzahlen der Kupplungen 7, 8 beziehungsweise des Getriebes 3 mit den Teilgetrieben nicht erhöht werden. Ein Notbetrieb des Kraftfahrzeugs ist mit dem der Kupplung 7 zugeordneten Teilgetriebe gegebenenfalls auch mit einer Anfahrt aus dem Stand möglich, da die Antriebseinheit 2 eine Elektromaschine enthält. Aufgrund der Eigenschaften dieser kann ohne Drehzahlausgleich mittels dieser aus dem Stand des Kraftfahrzeugs angefahren werden. Die 2 zeigt unter Bezug auf den Antriebsstrang 1 der 1 das Diagramm 41 mit der Anpresskraft F des Federelements 28 beziehungsweise des Betätigungsdrucks p zur Öffnung der Kupplung 7 über den Betätigungsweg s. Die Kennlinie 42 weist das Anpresskraftmaximum Fmax auf. Der Betriebsbereich der Kupplung 7 ist zwischen den Wegpunkten s=0 und smax vorgesehen. Zur Betätigung der Kupplung 7 ist ein dem Anpresskraftmaximum Fmax entsprechender maximaler Betätigungsdruck pmax aufzuwenden. Bei zunehmendem Betätigungsweg s nimmt die Anpresskraft F des Federelements 28 ab und der in der Kurve 43 gezeigte notwendige Betätigungsdruck p wird über den Betätigungsweg in Richtung des Pfeils 44 kleiner, so dass die Kupplung 7 bei geringen Betätigungsdrucken p offen gehalten werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebsstrang
    2
    Antriebseinheit
    3
    Getriebe
    4
    Getriebeeingangswelle
    5
    Getriebeeingangswelle
    6
    Doppelkupplung
    7
    Kupplung
    8
    Kupplung
    9
    Lamellenkupplung
    10
    Lamellenkupplung
    11
    Betätigungssystem
    12
    Lagerblock
    13
    Drehdurchführung
    14
    Drehdurchführung
    15
    Druckleitung
    16
    Druckleitung
    17
    Druckkammer
    18
    Druckkammer
    19
    Kolben/Zylindereinheit
    20
    Kolben/Zylindereinheit
    21
    Drucktopf
    22
    Drucktopf
    23
    Ausgleichskammer
    24
    Ausgleichskammer
    25
    Lamelle
    26
    Lamelle
    27
    Lamellenpaket
    28
    Federelement
    29
    Trägerteil
    30
    Finger
    31
    Endlamelle
    32
    Lamelle
    33
    Lamelle
    34
    Endlamelle
    35
    Lamellenpaket
    36
    Lamellenträger
    37
    Lamellenträger
    38
    Eingangsteil
    39
    Lamellenträger
    40
    Lamellenträger
    41
    Diagramm
    42
    Kennlinie
    43
    Kurve
    44
    Pfeil
    45
    Lagerung
    46
    Durchführung
    d
    Drehachse
    F
    Anpresskraft
    Fmax
    Anpresskraftmaximum
    p
    Betätigungsdruck
    pmax
    maximaler Betätigungsdruck
    s
    Betätigungsweg
    smax
    maximaler Betätigungsweg
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018120176 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Antriebsstrang (1) mit einer Antriebseinheit (2) mit zumindest einer Elektromaschine und einem Getriebe (3) mit zwei Teilgetrieben mit jeweils zumindest einer Gangstufe und jeweils einer zwischen einem Rotor der zumindest einen Elektromaschine und jeweils einer Getriebeeingangswelle (4, 5) der Teilgetriebe angeordneten Kupplung (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kupplung (7) im nicht betätigten Zustand geschlossen und die andere, zweite Kupplung (8) im nicht betätigten Zustand offen ausgebildet ist.
  2. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilgetriebe bevorzugt jeweils eine einzige Gangstufe aufweisen, wobei das Teilgetriebe mit der ersten Kupplung (7) eine kleinere Übersetzung als die Gangstufe des Teilgetriebes mit der zweiten Kupplung (8) aufweist.
  3. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (7, 8) als Lamellenkupplungen (9, 10) ausgebildet sind und ein Lamellenpaket (27) aus abwechselnd geschichteten eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen (25, 26) der ersten Lamellenkupplung (9) mittels eines axial wirksamen Federelements (28), insbesondere einer Tellerfeder gegen ein Trägerteil (29) axial fest vorgespannt ist.
  4. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement der Lamellenkupplung (9) auf der abgewandten Seite des Federelements (28) angeordnet ist und mittels axial erweiterter Finger (30) das Lamellenpaket (27) axial durchgreift und die Vorspannung des Federelements (28) zur Betätigung der Lamellenkupplung (9) aufhebt.
  5. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Druckversorgungseinrichtung mit Druck beaufschlagbare Drucktöpfe (21, 22) mit den Lamellenkupplungen (9, 10) um eine Drehachse (d) umlaufend angeordnet sind und zwischen der Druckversorgungseinrichtung und den Drucktöpfen (21) Drehdurchführungen (13, 14) vorgesehen sind.
  6. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer Druckversorgungseinrichtung beaufschlagbarer Nehmerzylinder gehäusefest angeordnet ist und die Vorspannung des Federelements zur Betätigung der ersten Lamellenkupplung unter Zwischenschaltung eines Ausrücklagers aufhebt.
  7. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (7, 8) in dieselbe axiale Richtung betätigbar ausgebildet sind.
  8. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (7, 8) radial übereinander angeordnet sind.
  9. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (7) radial außen angeordnet ist.
  10. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrückkraft bei ausgerückter erster Kupplung (7) kleiner als ein Anpresskraftmaximum (Fmax) des Federelements (28) bei eingerückter erster Kupplung (7) ist.
DE102019126188.0A 2019-09-27 2019-09-27 Antriebsstrang Pending DE102019126188A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019126188.0A DE102019126188A1 (de) 2019-09-27 2019-09-27 Antriebsstrang
CN202010999850.2A CN112572140A (zh) 2019-09-27 2020-09-22 驱动系

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019126188.0A DE102019126188A1 (de) 2019-09-27 2019-09-27 Antriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019126188A1 true DE102019126188A1 (de) 2021-04-01

Family

ID=74873305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019126188.0A Pending DE102019126188A1 (de) 2019-09-27 2019-09-27 Antriebsstrang

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112572140A (de)
DE (1) DE102019126188A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11873870B2 (en) 2019-09-27 2024-01-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for controlling a friction clutch, and torque transmission device comprising same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301405A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Zf Sachs Ag Mehrfach-Kupplungseinrichtung, insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtung, mit einer mechanischen, über eine Drehlageranordnung wirkenden Betätigungsanordnung
WO2010020208A1 (de) * 2008-08-22 2010-02-25 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Doppelkupplung
DE102018120176A1 (de) * 2017-08-29 2018-10-18 FEV Europe GmbH Zweigang-Getriebe, elektromotorischer Antriebsstrang und Elektrofahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301405A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Zf Sachs Ag Mehrfach-Kupplungseinrichtung, insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtung, mit einer mechanischen, über eine Drehlageranordnung wirkenden Betätigungsanordnung
WO2010020208A1 (de) * 2008-08-22 2010-02-25 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Doppelkupplung
DE102018120176A1 (de) * 2017-08-29 2018-10-18 FEV Europe GmbH Zweigang-Getriebe, elektromotorischer Antriebsstrang und Elektrofahrzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11873870B2 (en) 2019-09-27 2024-01-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for controlling a friction clutch, and torque transmission device comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
CN112572140A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1826433B1 (de) Doppelkupplungsanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe
DE10134118B4 (de) Doppelkupplung
DE102010021802B4 (de) Getriebe mit mechanisch vorbelasteter Kupplung
DE102011009807B4 (de) Selbstjustierende Trockendoppelkupplung mit einem einzelnen Aktuator
DE102008037885A1 (de) Kupplungsanordnung und Antriebsstranganordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102012015863A1 (de) Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102011100256A1 (de) Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102012207941A1 (de) Hybridmodul für einen Triebstrang eines Fahrzeuges
DE102010024147A1 (de) Zwei-Gang-Getriebe und Verfahren zur Steuerung eines Zwei-Gang-Getriebes
EP3559494A1 (de) Hybridmodul und antriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE102015213516A1 (de) Automatgetriebe, Baueinheit sowie Kraftfahrzeug
DE102007022422A1 (de) Doppelkupplungsanordnung mit Kolbenführungselement
DE102012221881A1 (de) Parallelschaltgetriebe
EP1455107A2 (de) Antriebsstrang
DE102007036097A1 (de) Lastschaltelement
DE102020202139B4 (de) Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit Trennelement
DE102019122813B4 (de) Axialkraftaktor
DE102016222420A1 (de) Kupplungsantrieb für einen Hybridantriebsstrang
DE102011102329A1 (de) Doppelkupplung und Verfahren zu deren Steuerung
DE102019126188A1 (de) Antriebsstrang
DE102014212800A1 (de) Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
EP1726845A2 (de) Hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem
DE19918733C2 (de) Doppelkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe
DE102007047852A1 (de) Lastschaltelement
DE102019130603B4 (de) Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication