DE102019206800A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Getriebe (10) für ein Kraftfahrzeug (40) weist einen Basisradsatz (50), ein erstes Eingangsglied (11), ein zweites Eingangsglied (12), ein Schaltelement (26) und ein weiteres Schaltelement (28) auf. Das Schaltelement (26) ist derart eingerichtet, dass in einem geschlossenen Zustand des Schaltelements (26) das erste Eingangsglied (11) mit dem Basisradsatz (50) verbunden ist. Das weitere Schaltelement (28) ist derart eingerichtet ist, dass in einem geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements (28) das zweite Eingangsglied (12) mit dem Basisradsatz (50) verbunden ist. Das erste Eingangsglied (11) ist über einen Planetenradsatz (18) mit dem zweiten Eingangsglied (12) gekoppelt. Das Schaltelement (26) und/oder das weitere Schaltelement (28) ist als formschlüssiges Schaltelement ausgestaltet.A transmission (10) for a motor vehicle (40) has a basic gear set (50), a first input element (11), a second input element (12), a shift element (26) and a further shift element (28). The switching element (26) is set up in such a way that, when the switching element (26) is in a closed state, the first input member (11) is connected to the basic gear set (50). The further switching element (28) is set up in such a way that, in a closed state of the further switching element (28), the second input member (12) is connected to the basic gear set (50). The first input member (11) is coupled to the second input member (12) via a planetary gear set (18). The switching element (26) and / or the further switching element (28) is designed as a form-fitting switching element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug.The present invention relates to a transmission for a motor vehicle and a motor vehicle drive train, in particular for a hybrid or electric vehicle.
Das Dokument
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang anzugeben, die in Bezug auf Funktionalität und Bauraumaufteilung vorteilhaft sind.It is an object of the present invention to specify a transmission and a motor vehicle drive train which are advantageous in terms of functionality and installation space allocation.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Getriebe weist einen Basisradsatz, ein erstes Eingangsglied, ein zweites Eingangsglied, ein Schaltelement und ein weiteres Schaltelement auf.According to one aspect of the invention, this object is achieved by a transmission for a motor vehicle. The transmission has a basic gear set, a first input member, a second input member, a shift element and a further shift element.
Das Getriebe kann mehrgängig ausgestaltet sein. Das Getriebe kann eingerichtet sein, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle durch Betätigung entsprechender Schaltelemente zu schalten. Dies kann beispielsweise automatisch vollzogen werden. Das Getriebe kann insbesondere eingerichtet sein, um ein Zugkraftangebot ein oder mehrerer Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeuges im Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen.The transmission can be designed in several stages. The transmission can be set up to shift different gear ratios as gears between an input shaft and an output shaft by actuating corresponding shifting elements. This can be done automatically, for example. The transmission can in particular be set up to suitably implement a tractive force supply from one or more drive machines of the motor vehicle with regard to various criteria.
Der Basisradsatz kann beispielsweise ein oder mehrere Radsatzebenen aufweisen. Eine Radsatzebene kann beispielsweise einen Planetenradsatz und/oder eine Stirnradanordnung aufweisen. Beispielsweise kann der Basisradsatz eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle, insbesondere genau eine Eingangswelle und genau eine Ausgangswelle, aufweisen. Die Radsatzebenen können senkrecht zu der Eingangswelle und/oder senkrecht zu der Ausgangswelle angeordnet sein. Der Basisradsatz kann ein Basisgetriebe sein.The basic gear set can have one or more gear set levels, for example. A gear set plane can for example have a planetary gear set and / or a spur gear arrangement. For example, the basic gear set can have an input shaft and an output shaft, in particular precisely one input shaft and precisely one output shaft. The gear set planes can be arranged perpendicular to the input shaft and / or perpendicular to the output shaft. The basic gear set can be a basic transmission.
Unter einer „Welle“ kann im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes verstanden werden, über welches jeweils zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt werden kann. Die 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 z.B. radial angebunden wird.In the context of the invention, a “shaft” can be understood to mean a rotatable component of the transmission, via which associated components of the transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner or via which such a connection can be established when a corresponding switching element is actuated. The shaft can connect the components axially or radially or both axially and radially to one another. The respective shaft can also be present as an intermediate piece, via which a respective component e.g. is connected radially.
Mit „axial“ kann im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint sein, entlang welcher beispielsweise ein oder mehrere Planetenradsätze und/oder Kupplungen und/oder Wellen koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ kann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle verstanden werden, welche auf dieser Achse liegt.In the context of the invention, “axially” can mean an orientation in the direction of an axis along which, for example, one or more planetary gear sets and / or clutches and / or shafts are arranged lying coaxially to one another. “Radial” can be understood to mean an orientation in the direction of the diameter of a shaft which lies on this axis.
Das erste Eingangsglied und/oder das zweite Eingangsglied können beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor verbunden sein, beispielsweise über ein oder mehrere Wellen und/oder über ein oder mehrere Zahnräder. Das erste Eingangsglied und/oder das zweite Eingangsglied können antriebsseitige Enden eines Schaltelements und/oder einer Kupplung sein, insbesondere Enden eines Schaltelements und/oder einer Kupplung, welche zu einem Verbrennungsmotor weisen.The first input member and / or the second input member can for example be connected to an internal combustion engine, for example via one or more shafts and / or via one or more gear wheels. The first input element and / or the second input element can be the drive-side ends of a shift element and / or a clutch, in particular ends of a shift element and / or a clutch, which face an internal combustion engine.
Das Schaltelement und/oder das weitere Schaltelement können eingerichtet sein, um mindestens zwei Komponenten des Getriebes wahlweise miteinander zu verbinden, insbesondere drehfest zu verbinden, und/oder voneinander zu trennen und/oder zu entkoppeln.The shift element and / or the further shift element can be set up to optionally connect at least two components of the transmission to one another, in particular to connect them in a rotationally fixed manner, and / or to separate and / or decouple them from one another.
Das Schaltelement kann beispielsweise ein siebtes Schaltelement sein. Das Schaltelement kann insbesondere ein Direct Drive (DD)-Schaltelement sein. Das weitere Schaltelement kann beispielsweise ein achtes Schaltelement sein. Das weitere Schaltelement kann insbesondere ein Overdrive (OD)-Schaltelement sein. Die Ausdrücke „siebtes“ Schaltelement und „achtes“ Schaltelement sind als reine Bezeichnungen anzusehen, ohne Hinweis darauf, dass das Getriebe noch weitere Schaltelemente aufweist. Beispielsweise kann das Getriebe noch weitere Schaltelemente oder weniger als sieben Schaltelemente aufweisen. Beispielsweise kann das Schaltelement noch ein erstes und/oder ein zweites Schaltelement aufweisen.The switching element can for example be a seventh switching element. The switching element can in particular be a direct drive (DD) switching element. The further switching element can be an eighth switching element, for example. The further switching element can in particular be an overdrive (OD) switching element. The terms “seventh” shift element and “eighth” shift element are to be regarded as pure designations, without any indication that the transmission has other shift elements. For example, the transmission can have further shift elements or fewer than seven shift elements. For example, the switching element can also have a first and / or a second switching element.
Das Schaltelement ist derart eingerichtet, dass in einem geschlossenen Zustand des Schaltelements das erste Eingangsglied mit dem Basisradsatz verbunden ist. Das Schaltelement kann insbesondere derart eingerichtet sein, dass in einem geschlossenen Zustand des Schaltelements eine Eingangswelle des Getriebes mit einer ersten Antriebswelle verbunden ist. Die Eingangswelle kann beispielsweise direkt mit einem Verbrennungsmotor verbunden sein oder verbindbar sein, beispielsweise mittels einer Kupplung, beispielsweise mittels einer Reibkupplung. Die erste Antriebswelle kann beispielsweise eine Eingangswelle des Basisradsatzes sein. Das Schaltelement kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass in einem geschlossenen Zustand des Schaltelements die Eingangswelle direkt mit der ersten Antriebswelle verbunden ist, insbesondere ohne dass ein Kraftfluss über eine Radsatzebene, insbesondere über einen Planetenradsatz, geführt wird.The shift element is set up in such a way that, in a closed state of the shift element, the first input element is connected to the basic gear set. The shift element can in particular be set up in such a way that, in a closed state of the shift element, an input shaft of the transmission is connected to a first drive shaft. The input shaft can, for example, be directly connected or connectable to an internal combustion engine, for example by means of a clutch, for example by means of a friction clutch. The first drive shaft can, for example, be an input shaft of the basic gear set. The switching element can for example be set up in such a way that, in a closed state of the switching element, the input shaft is connected directly to the first drive shaft, in particular without that a power flow over a gear set level, in particular a planetary gear set, is performed.
Das weitere Schaltelement ist derart eingerichtet, dass in einem geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements das zweite Eingangsglied mit dem Basisradsatz verbunden ist.The further shift element is set up in such a way that, in a closed state of the further shift element, the second input element is connected to the basic gear set.
Das Getriebe kann derart eingerichtet sein, dass in einem offenen Zustand des weiteren Schaltelements das zweite Eingangsglied nicht mit dem Basisradsatz verbunden ist, insbesondere nicht mit der ersten Antriebswelle des Basisradsatzes.The transmission can be set up in such a way that, in an open state of the further shift element, the second input element is not connected to the basic gear set, in particular not to the first drive shaft of the basic gear set.
Das erste Eingangsglied ist über einen Planetenradsatz, beispielsweise einen dritten Planetenradsatz, mit dem zweiten Eingangsglied gekoppelt. Der Ausdruck „dritter“ Planetenradsatz ist als reine Bezeichnung zu verstehen und gibt keine Hinweise auf eventuell vorhandene weitere Planetenradsätze des Getriebes. Das Getriebe kann beispielsweise mehr oder weniger als drei Planetenradsätze aufweisen.The first input member is coupled to the second input member via a planetary gear set, for example a third planetary gear set. The expression “third” planetary gear set is to be understood as a pure designation and does not give any indication of any other planetary gear sets that may be present in the transmission. The transmission can for example have more or less than three planetary gear sets.
Ein Planetenradsatz, insbesondere der dritte Planetenradsatz, kann im Rahmen der Erfindung als Minus-Planetensatz vorliegen. Bei einem Minus-Planetensatz kann es sich bei einem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei einem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei einem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handeln. Der Planetensteg kann mindestens ein, bevorzugt aber mehrere, Planetenräder drehbar gelagert führen.A planetary gear set, in particular the third planetary gear set, can be present as a minus planetary gear set within the scope of the invention. In the case of a minus planetary gear set, a first element of the respective planetary gear set can be a sun gear, a second element of the respective planetary gear set can be a planet carrier and a third element of the respective planetary gear set can be a ring gear. The planetary web can lead rotatably mounted at least one, but preferably several, planet gears.
Alternativ hierzu können aber ein oder mehrere Planetenradsätze, beispielsweise der dritte Planetenradsatz, 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.Alternatively, one or more planetary gear sets, for example the third planetary gear set, provided that the connection of the respective elements permits, present as a plus planetary gear set, the first element of the respective planetary gear set then being a sun gear and the second element of the respective Planetary gear set is a ring gear and the third element of the respective planetary gear set is a planetary web. In a plus planetary set, the elements sun gear, ring gear and planetary web are also present, the latter leading at least one planetary gear pair.
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 sind, 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 jeweils die Hohlrad- und die Planetenradanbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren.Wherever a connection of the individual elements allows, a minus planetary gear set can be converted into a plus planetary gear set, whereby the ring gear and the planetary web connection must be swapped with one another compared to the version as a minus planetary gear set, and a gear ratio must be increased by one . Conversely, a plus planetary gear set could also be replaced by a minus planetary gear set, provided that the connection of the elements of the transmission allows this. In this case, in comparison to the plus planetary set, the ring gear and the planetary gear connection would have to be swapped with one another, and a gear ratio reduced by one.
Der Planetenradsatz, also insbesondere der dritte Planetenradsatz, kann beispielsweise als Minus-Planetensatz vorliegen. Alternativ hierzu kann der dritte Planetensatz als Plus-Planetensatz vorliegen.The planetary gear set, that is to say in particular the third planetary gear set, can be present, for example, as a minus planetary gear set. Alternatively, the third planetary gear set can be present as a plus planetary gear set.
Unter dem Ausdruck „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ kann im Sinne der Erfindung eine Koppelung zweier Bauelemente verstanden werden, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Ist kein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so handelt es sich um eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können.The expression “connected” or “coupled” can be understood in the sense of the invention as a coupling of two components so that they cannot rotate independently of one another. If no switching element is provided between two components, these components are permanently coupled so that they cannot rotate independently of one another.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente üblicherweise nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung kann erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen werden. Dabei kann eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung bedeuten, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden.If, on the other hand, a switching element is provided between two components, these components are usually not permanently non-rotatably coupled to one another, but a non-rotatable coupling can only be made by actuating the switching element located between them. An actuation of the switching element in the sense of the invention can mean that the relevant switching element is brought into a closed state and, as a result, the rotational movements of the components directly coupled to it are matched to one another.
Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement laufen die unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl. Im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements hingegen können nach einem Betätigen dieses kraftschlüssigen Schaltelements Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If the switching element in question is designed as a form-fitting switching element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner run at the same speed. In the case of a non-positive switching element, on the other hand, there may be speed differences between the components after this non-positive switching element has been actuated. This desired or unwanted state is nevertheless referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.
Das Schaltelement, insbesondere das siebte Schaltelement, kann insbesondere eingerichtet sein, um in dem geschlossenen Zustand des Schaltelements, insbesondere des siebten Schaltelements, den Planetenradsatz, insbesondere den dritten Planetenradsatz, zu umgehen. Das weitere Schaltelement, insbesondere das achte Schaltelement, kann derart eingerichtet sein, dass in dem geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements, insbesondere dem geschlossenen Zustand des achten Schaltelements, ein Drehmoment von dem Planetenradsatz, insbesondere von dem dritten Planetenradsatz, an den Basisradsatz zu übertragen, insbesondere von einem Verbrennungsmotor über den dritten Planetenradsatz. Das weitere Schaltelement, insbesondere das achte Schaltelement, kann derart eingerichtet sein, dass in einem geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements das dritte Element des Planetenradsatzes, insbesondere das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes, mit der ersten Antriebswelle des Basisradsatzes, also der Eingangswelle des Basisradsatzes, drehfest verbunden ist.The shift element, in particular the seventh shift element, can in particular be set up to bypass the planetary gear set, in particular the third planetary gear set, in the closed state of the shift element, in particular the seventh shift element. The further switching element, in particular the eighth shifting element can be set up such that in the closed state of the further shifting element, in particular the closed state of the eighth shifting element, a torque is transmitted from the planetary gear set, in particular from the third planetary gear set, to the basic gear set, in particular from an internal combustion engine the third planetary gear set. The further shift element, in particular the eighth shift element, can be set up in such a way that, in a closed state of the further shift element, the third element of the planetary gear set, in particular the ring gear of the third planetary gear set, is rotationally fixed to the first drive shaft of the basic gear set, i.e. the input shaft of the basic gear set is.
Das Schaltelement und/oder das weitere Schaltelement, insbesondere das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement, ist als formschlüssiges Schaltelement ausgestaltet.The switching element and / or the further switching element, in particular the seventh switching element and / or the eighth switching element, is designed as a form-fitting switching element.
Nach Betätigung, also Schließen, des Schaltelements, insbesondere des siebten Schaltelements, beziehungsweise des weiteren Schaltelements, also des achten Schaltelements, laufen die unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente bevorzugt stets unter gleicher Drehzahl.After actuation, ie closing, of the switching element, in particular the seventh switching element, or the further switching element, ie the eighth switching element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner preferably always run at the same speed.
Als formschlüssiges Schaltelement kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Klauenschaltelement oder eine Sperrsynchronisation verstanden werden. Beispielsweise können das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement jeweils ein Klauenschaltelement sein, beispielsweise eine Klauenkupplung.In the context of the present invention, for example, a claw shift element or a locking synchronization can be understood as a positive shift element. For example, the seventh switching element and / or the eighth switching element can each be a claw switching element, for example a claw clutch.
Formschlüssige Schaltelemente können gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil haben, dass im geöffneten Zustand geringere Schleppverluste auftreten, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Formschlüssige Schaltelementen benötigen weniger Bauraum und/oder sind kostengünstiger. Zwei formschlüssige Schaltelemente können als Schaltelementpaar mit lediglich einem Aktuator ausgestaltet sein.Positive-locking shifting elements can have the advantage over non-locking shifting elements that lower drag losses occur in the open state, so that a better efficiency of the transmission can be achieved. Form-fitting switching elements require less installation space and / or are more cost-effective. Two interlocking switching elements can be designed as a switching element pair with only one actuator.
Mittels des Planetenradsatzes, insbesondere des dritten Planetenradsatzes, kann beispielsweise ein zusätzlicher hybrider Vorwärtsgang, beispielsweise ein OD-Gang, verwirklicht werden. Mittels des Planetenradsatzes, insbesondere des dritten Planetenradsatzes, kann eine kurze Achsübersetzung möglich sein.By means of the planetary gear set, in particular the third planetary gear set, an additional hybrid forward gear, for example an OD gear, can be implemented, for example. A short axle ratio can be possible by means of the planetary gear set, in particular the third planetary gear set.
Das Schaltelement und das weitere Schaltelement können beispielsweise ein erstes Schaltelementpaar bilden. Beispielsweise kann das siebte Schaltelement und das achte Schaltelement ein erstes Schaltelementpaar bilden. Das erste Schaltelementpaar kann beispielsweise als Doppelklaue ausgestaltet sein. Beispielsweise kann das Schaltelement oder das weitere Schaltelement über ein einziges Betätigungselement betätigbar sein. Beispielsweise kann das Schaltelement oder das weitere Schaltelement mittels des Betätigungselements aus einer Neutralstellung heraus betätigbar sein. Beispielsweise kann das erste Schaltelementpaar über genau ein Betätigungselement simultan das Schaltelement in den geschlossenen Zustand bringen und das weitere Schaltelement in den geöffneten Zustand bringen und/oder simultan das weitere Schaltelement in den geschlossenen Zustand bringen und das Schaltelement in den geöffneten Zustand bringen.The switching element and the further switching element can form a first switching element pair, for example. For example, the seventh switching element and the eighth switching element can form a first switching element pair. The first pair of switching elements can be designed as a double claw, for example. For example, the switching element or the further switching element can be actuated via a single actuating element. For example, the switching element or the further switching element can be actuated from a neutral position by means of the actuating element. For example, the first switching element pair can simultaneously bring the switching element into the closed state and bring the further switching element into the open state and / or simultaneously bring the further switching element into the closed state and bring the switching element into the open state via exactly one actuating element.
Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Aktuator sein. Mittels eines einzigen Aktuators kann, beispielsweise simultan oder zeitversetzt, insbesondere über eine Neutralstellung, also über einen Zustand in welchem sowohl das siebte Schaltelement als auch das achte Schaltelement geöffnet sind, das siebte Schaltelement geöffnet und das achte Element geschlossen werden, oder umgekehrt. Bei Verwendung eines ersten Schaltelementpaars kann eine Anzahl an Elementen, beispielsweise eine Anzahl an Betätigungselementen, insbesondere eine Anzahl an Aktuatoren, reduziert werden. Hierdurch können Kosten und/oder Gewicht eingespart werden. Weiterhin kann hierdurch ein Bauraumvorteil erzielt werden.The actuating element can for example be an actuator. By means of a single actuator, the seventh switching element can be opened and the eighth element closed, or vice versa, for example simultaneously or with a time delay, in particular via a neutral position, i.e. via a state in which both the seventh switching element and the eighth switching element are open. When using a first pair of switching elements, a number of elements, for example a number of actuating elements, in particular a number of actuators, can be reduced. This can save costs and / or weight. Furthermore, an advantage in terms of installation space can be achieved in this way.
Beispielsweise können alle Schaltelemente des Getriebes zu Schaltelementpaaren zusammengesetzt sein. Alternativ hierzu kann das Getriebe beispielsweise zumindest ein Schaltelement aufweisen, welches nicht zu einem Schaltelementpaar gehört. Bei einem Schaltelementpaar kann über genau ein Betätigungselement einerseits das eine Schaltelement und andererseits das andere Schaltelement betätigbar sein, insbesondere aus einer Neutralstellung heraus. Hierdurch können Kosten und/oder Gewicht und/oder Bauraum eingespart werden.For example, all of the shift elements of the transmission can be assembled into pairs of shift elements. As an alternative to this, the transmission can for example have at least one shift element that does not belong to a shift element pair. In the case of a switching element pair, one switching element on the one hand and the other switching element on the other hand can be actuated via exactly one actuating element, in particular from a neutral position. This can save costs and / or weight and / or installation space.
Beispielsweise können alle Schaltelemente des Getriebes formschlüssige Schaltelemente sein. Beispielsweise kann das Getriebe neben dem siebten Schaltelement und dem achten Schaltelement weitere Schaltelemente aufweisen. Eine Ausgestaltung von Schaltelementen als formschlüssige Schaltelemente kann zu geringen Schleppverlusten führen.For example, all shift elements of the transmission can be positive shift elements. For example, the transmission can have further shift elements in addition to the seventh shift element and the eighth shift element. A configuration of switching elements as form-fitting switching elements can lead to low drag losses.
Beispielsweise kann das Schaltelement und/oder das weitere Schaltelement, insbesondere das erste Schaltelementpaar, von einer Gehäusezwischenwand aus betätigbar sein. Beispielsweise können das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement und/oder ein weiteres Schaltelement, beispielsweise das zweite Schaltelement, von einer Gehäusezwischenwand aus betätigbar sein. Insbesondere kann das erste Schaltelementpaar drehfest mit einer Gehäusezwischenwand oder einem Gehäuseteil des Getriebes verbunden sein.For example, the switching element and / or the further switching element, in particular the first switching element pair, can be actuated from a partition wall. For example, the seventh switching element and / or the eighth switching element and / or a further switching element, for example the second switching element, can be actuated from a partition between the housing. In particular, the first pair of switching elements can be connected non-rotatably to an intermediate housing wall or to a housing part of the transmission.
Das Getriebe kann eine Elektromaschine aufweisen. Die Elektromaschine kann beispielsweise eine zweite Elektromaschine, insbesondere eine OD-Elektromaschine, sein. Der Ausdruck „zweite“ Elektromaschine ist als reine Bezeichnung zu verstehen und gibt keinen Hinweis darauf, dass das Getriebe weitere Elektromaschinen aufweist. Beispielsweise kann das Getriebe aber eine erste Elektromaschine aufweisen. Die Elektromaschine, insbesondere die zweite Elektromaschine, kann beispielsweise in Triebverbindung mit der ersten Antriebswelle des Basisradsatzes stehen. Die Elektromaschine kann eingerichtet sein, um rein elektrisches Fahren, insbesondere über den Basisradsatz, zu ermöglichen. Weiterhin kann die Elektromaschine eingerichtet sein, um hybridisiertes Fahren zu ermöglichen, insbesondere über den Basisradsatz. Die zweite Elektromaschine kann als Anlasser und/oder als Lichtmaschine und/oder als elektrische Fahrmaschine dienen.The transmission can have an electric machine. The electric machine can be, for example, a second electric machine, in particular an OD electric machine. The term “second” electric machine is to be understood as a pure designation and does not indicate that the transmission has other electrical machines. For example, the transmission can have a first electric machine. The electric machine, in particular the second electric machine, can, for example, have a drive connection with the first drive shaft of the basic gear set. The electric machine can be set up to enable purely electric driving, in particular using the basic gear set. Furthermore, the electric machine can be set up to enable hybridized driving, in particular via the basic gear set. The second electric machine can serve as a starter and / or as an alternator and / or as an electric driving machine.
Der Planetenradsatz, insbesondere der dritte Planetenradsatz, kann zumindest teilweise radial innerhalb der Elektromaschine angeordnet sein. Beispielsweise kann der dritte Planetenradsatz vollständig radial innerhalb der Elektromaschine angeordnet sein. Hierdurch kann ein Bauraumvorteil erzielt werden. Insbesondere kann hierdurch eine axial kurze Bauweise erzielt werden.The planetary gear set, in particular the third planetary gear set, can be arranged at least partially radially inside the electric machine. For example, the third planetary gear set can be arranged completely radially within the electric machine. This allows an advantage in terms of installation space to be achieved. In particular, an axially short design can be achieved in this way.
Die Elektromaschine, insbesondere die zweite Elektromaschine, kann fest mit einer Welle, insbesondere mit der ersten Antriebswelle, des Basisradsatzes verbunden sein. Hierdurch kann beispielsweise rein elektrisches oder hybrides Fahren mit Umgehung des dritten Planetenradsatz erzielt werden. Hierdurch können Schleppverluste verringert werden. Alternativ hierzu kann zwischen der zweiten Elektromaschine und der Antriebswelle des Basisradsatzes beispielsweise eine Kupplung angeordnet sein, insbesondere um die zweite Elektromaschine wahlweise komplett von dem Basisradsatz zu entkoppeln.The electric machine, in particular the second electric machine, can be firmly connected to a shaft, in particular to the first drive shaft, of the basic gear set. In this way, for example, purely electric or hybrid driving can be achieved with bypassing the third planetary gear set. This can reduce drag losses. As an alternative to this, a clutch, for example, can be arranged between the second electric machine and the drive shaft of the basic gear set, in particular in order to optionally completely decouple the second electric machine from the basic gear set.
Beispielsweise kann bei geöffnetem Schaltelement und bei geöffnetem weiteren Schaltelement, insbesondere bei geöffnetem siebten Schaltelement und geöffnetem achten Schaltelement, rein elektrisches Fahren möglich sein, insbesondere mittels der Elektromaschine, insbesondere mittels der zweiten Elektromaschine. Beispielsweise kann bei einer Neutralstellung des achten Schaltelements und des siebten Schaltelements der dritte Planetenradsatz und der Verbrennungsmotor von der ersten Antriebswelle des Basisradsatzes abgekoppelt sein. Hierdurch kann rein elektrisches Fahren ermöglicht werden, insbesondere mittels der zweiten Elektromaschine. Hierdurch kann ein Schadstoffausstoß verringert werden.For example, with the shift element open and the further shift element open, in particular with the seventh shift element open and the eighth shift element open, purely electric driving may be possible, in particular by means of the electric machine, in particular by means of the second electric machine. For example, when the eighth shifting element and the seventh shifting element are in a neutral position, the third planetary gear set and the internal combustion engine can be decoupled from the first drive shaft of the basic gear set. This enables purely electric driving, in particular by means of the second electric machine. This can reduce pollutant emissions.
Beispielsweise kann ein erstes Element des Planetenradsatzes, insbesondere ein erstes Element des dritten Planetenradsatzes, drehfest mit einem drehfesten Bauteil, insbesondere einem ersten drehfesten Bauelement verbunden sein. Das erste Element des Planetenradsatzes, insbesondere das erste Element des dritten Planetenradsatzes, kann beispielsweise die Planetensonne sein. Das drehfeste Bauteil kann beispielsweise ein Gehäuseteil sein, insbesondere ein Getriebegehäuse und/oder eine Gehäusezwischenwand.For example, a first element of the planetary gear set, in particular a first element of the third planetary gear set, can be connected non-rotatably to a non-rotatable component, in particular a first non-rotatable component. The first element of the planetary gear set, in particular the first element of the third planetary gear set, can be the planetary sun, for example. The non-rotatable component can, for example, be a housing part, in particular a gear housing and / or an intermediate housing wall.
Der Basisradsatz kann beispielsweise mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier rein elektrische Gänge aufweisen. Beispielsweise kann der Basisradsatz mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier hybride Gänge aufweisen.The basic gear set can for example have at least two, in particular at least three, in particular at least four purely electrical gears. For example, the basic gear set can have at least two, in particular at least three, in particular at least four hybrid gears.
Unter dem Ausdruck „rein elektrisch“ kann beispielsweise verstanden werden, dass der Verbrennungsmotor abgekoppelt ist, insbesondere, dass die Welle des Verbrennungsmotors, sich nicht mitdreht. Hierdurch können Verluste reduziert werden. Beispielsweise kann hierbei auch eine Rekuperation durchführbar sein.The expression “purely electrical” can be understood, for example, to mean that the internal combustion engine is decoupled, in particular that the shaft of the internal combustion engine does not rotate with it. This can reduce losses. For example, recuperation can also be carried out here.
Das Getriebe kann beispielsweise eine weitere Elektromaschine aufweisen. Die weitere Elektromaschine kann beispielsweise eine erste Elektromaschine sein. Die erste Elektromaschine kann eingerichtet sein, um einen elektrischen Fahrbetrieb zu erzielen. Die erste Elektromaschine kann eine hohe Übersetzung aufweisen, insbesondere höher als die zweite Elektromaschine. Die erste Elektromaschine kann größer als die zweite Elektromaschine sein. Die weitere Elektromaschine kann beispielsweise an eine zweite Antriebswelle des Basisradsatzes gekoppelt oder koppelbar sein. Die erste Elektromaschine kann beispielsweise rein elektrisches und/oder hybrides Fahren mittels des Basisradsatzes ermöglichen.The transmission can have a further electric machine, for example. The further electric machine can be a first electric machine, for example. The first electric machine can be set up to achieve an electric driving mode. The first electric machine can have a high gear ratio, in particular higher than the second electric machine. The first electric machine can be larger than the second electric machine. The further electric machine can, for example, be coupled or can be coupled to a second drive shaft of the basic gear set. The first electric machine can, for example, enable purely electric and / or hybrid driving by means of the basic gear set.
Beispielsweise kann der Basisradsatz zumindest teilweise radial innerhalb der ersten Elektromaschine angeordnet sein. Hierdurch kann das Getriebe axial kurz gebaut sein.For example, the basic gear set can be arranged at least partially radially inside the first electric machine. As a result, the transmission can be built axially short.
Der Basisradsatz kann beispielsweise einen ersten Planetenradsatz und/oder einen zweiten Planetenradsatz aufweisen. Die Bezeichnungen „erste“, „zweite“, „dritte“ dienen im Rahmen der Erfindung als reine Bezeichnungen und geben keinen Hinweis auf eventuell vorhandene weitere Elemente. Der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz können beispielsweise wie der dritte Planetenradsatz ausgestaltet sein. Der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz können beispielsweise als Plus-Planetensatz oder als Minus-Planetensatz ausgestaltet sein.The basic gear set can for example have a first planetary gear set and / or a second planetary gear set. The terms “first”, “second”, “third” are used in the context of the invention as pure designations and do not indicate any further elements that may be present. The first planetary gear set and / or the second planetary gear set can be configured, for example, like the third planetary gear set. The first planetary gear set and / or the second planetary gear set can be designed, for example, as a plus planetary gear set or as a minus planetary gear set.
Die Planetenradsätze, beispielsweise der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz und/oder der dritte Planetenradsatz, können beispielsweise in axialer Richtung in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz, erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere ausgehend von einem verbrennungsmotorseitigen Ende des Getriebes. Hierdurch kann ein modularer Aufbau erzielt werden, insbesondere mit einer OD-Baugruppe und einem Basisradsatz.The planetary gear sets, for example the first planetary gear set and / or the second planetary gear set and / or the third planetary gear set, can for example be arranged in the axial direction in the order of the third planetary gear set, first planetary gear set and second planetary gear set, in particular starting from an internal combustion engine end of the transmission. In this way, a modular structure can be achieved, in particular with an OD module and a basic gear set.
Allerdings kann diese Reihenfolge im Rahmen der Erfindung auch zumindest teilweise umgekehrt sein, sodass beispielsweise zunächst der zweite Planetenradsatz auf den dritten Planetenradsatz folgt und der erste Planetenradsatz auf den zweiten Planetenradsatz folgt. Beispielsweise können der dritte Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz und/oder der erste Planetenradsatz koaxial zueinander angeordnet sein. Hierdurch kann ein Bauraumvorteil erzielt werden. Bevorzugt kann der dritte Planetenradsatz an einem verbrennungsmotorseitigen Ende des Getriebes angeordnet sein.However, this sequence can also be at least partially reversed within the scope of the invention, so that, for example, the second planetary gear set initially follows the third planetary gear set and the first planetary gear set follows the second planetary gear set. For example, the third planetary gear set and / or the second planetary gear set and / or the first planetary gear set can be arranged coaxially to one another. This allows an advantage in terms of installation space to be achieved. The third planetary gear set can preferably be arranged at an end of the transmission on the internal combustion engine side.
Der Basisradsatz kann beispielsweise eine erste Antriebswelle und/oder eine zweite Antriebswelle aufweisen. Beispielsweise kann die erste Antriebswelle koaxial zu der zweiten Antriebswelle ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die zweite Antriebswelle eine Hohlwelle sein. Die erste Antriebswelle kann eine Vollwelle sein.The basic gear set can for example have a first drive shaft and / or a second drive shaft. For example, the first drive shaft can be configured to be coaxial with the second drive shaft. For example, the second drive shaft can be a hollow shaft. The first drive shaft can be a solid shaft.
Weiterhin kann der Basisradsatz eine Abtriebswelle aufweisen. Beispielsweise kann die Abtriebswelle eine Verzahnung aufweisen, über welche die Abtriebswelle mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung stehen kann. Hierbei kann die Verzahnung beispielsweise an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen sein. Diese Anschlussstelle der Abtriebswelle kann axial im Bereich eines Endes des Basisradsatzes, insbesondere an einem Ende, welches zu dem dritten Planetenradsatz weist, liegen, insbesondere an einem Ende des Basisradsatzes, an welchem auch eine die Verbindung zur vorgeschalteten Antriebsmaschine herstellende Anschlussstelle der ersten Antriebswelle vorgesehen ist. Diese Art der Anordnung kann sich beispielsweise zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang eignen. Alternativ hierzu kann ein Abtrieb des Basisradsatzes aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle der ersten Antriebswelle liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen sein. Hierbei sind Antrieb und Abtrieb des Basisradsatzes an einander entgegengesetzten axialen Enden des Basisradsatzes platziert. Ein derartig gestaltetes Getriebe kann sich zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang eignen.Furthermore, the basic gear set can have an output shaft. For example, the output shaft can have a toothing via which the output shaft can be in operative connection with a differential gear arranged axially parallel to the output shaft. In this case, the toothing can be provided, for example, at a connection point on the output shaft. This connection point of the output shaft can be located axially in the area of one end of the basic gear set, in particular at an end that faces the third planetary gear set, in particular at one end of the basic gear set, at which a connection point of the first drive shaft is also provided, which connects to the upstream drive machine . This type of arrangement can be suitable, for example, for use in a motor vehicle with a drive train oriented transversely to the direction of travel of the motor vehicle. As an alternative to this, however, an output of the basic gear set can also be provided at an axial end of the transmission which is opposite to a connection point of the first drive shaft. Here, the drive and output of the basic gear set are placed at opposite axial ends of the basic gear set. A transmission designed in this way can be suitable for use in a motor vehicle with a drive train oriented in the direction of travel of the motor vehicle.
Der Basisradsatz kann ein oder mehrere Schaltelemente aufweisen. Beispielsweise kann der Basisradsatz ein erstes und/oder ein zweites und/oder ein drittes und/oder ein viertes und/oder ein fünftes Schaltelement aufweisen. Zusätzlich kann der Basisradsatz beispielsweise ein sechstes Schaltelement aufweisen. Hierdurch kann der Basisradsatz mehrere schaltbare Gänge aufweisen. Beispielsweise können alle Schaltelemente des Basisradsatzes formschlüssig ausgeführt sein. Insbesondere können alle Schaltelemente das Basisradsatzes als Schaltelementpaare ausgestaltet sein, insbesondere bei gerader Anzahl an Schaltelementen.The basic gear set can have one or more switching elements. For example, the basic gear set can have a first and / or a second and / or a third and / or a fourth and / or a fifth shift element. In addition, the basic gear set can have a sixth shift element, for example. As a result, the basic gear set can have several shiftable gears. For example, all switching elements of the basic gear set can be designed with a positive fit. In particular, all the shift elements of the basic gear set can be designed as pairs of shift elements, in particular with an even number of shift elements.
Beispielsweise kann ein Rotor der weiteren Elektromaschine, insbesondere der ersten Elektromaschine, mit der zweiten Antriebswelle, insbesondere mit der zweiten Antriebswelle des Basisradsatzes, in Verbindung stehen. Ein erstes Element des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere eine Planetenradsonne, kann über das erste Schaltelement an einem drehfesten Bauelement, beispielsweise an einem zweiten drehfesten Bauelement, festsetzbar sein. Ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes, insbesondere eine Planetenradsonn kann über das zweite Schaltelement an einem dritten drehfesten Bauelement festsetzbar sein. Das erste drehfeste Bauelement und/oder das zweite drehfeste Bauelement und/oder das dritte drehfeste Bauelement können beispielsweise identisch sein, beispielsweise als Getriebegehäuse ausgestaltet.For example, a rotor of the further electric machine, in particular of the first electric machine, can be connected to the second drive shaft, in particular to the second drive shaft of the basic gear set. A first element of the second planetary gear set, in particular a planetary gear sun, can be fixed to a rotationally fixed component, for example to a second rotationally fixed component, via the first switching element. A first element of the first planetary gear set, in particular a planetary gear set, can be fixed to a third rotationally fixed component via the second switching element. The first non-rotatable component and / or the second non-rotatable component and / or the third non-rotatable component can for example be identical, for example designed as a gear housing.
Beispielsweise kann die erste Antriebswelle über das dritte Schaltelement mit der Abtriebswelle drehfest verbindbar sein. Die erste Antriebswelle kann beispielsweise über das vierte Schaltelement mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes, insbesondere mit der Sonne des ersten Planetenradsatzes, drehfest verbindbar sein.For example, the first drive shaft can be connected to the output shaft in a rotationally fixed manner via the third switching element. The first drive shaft can, for example, be non-rotatably connectable to the first element of the first planetary gear set, in particular to the sun of the first planetary gear set, via the fourth shift element.
Beispielsweise kann die erste Antriebswelle über das fünfte Schaltelement mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbindbar sein. Beispielsweise kann die Abtriebswelle sowohl mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes, insbesondere einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes, als auch mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere einem Planetensteg des zweiten Planetenradsatzes, drehfest verbunden sein. Insbesondere kann die zweite Antriebswelle sowohl mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes als auch mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden sein.For example, the first drive shaft can be connected non-rotatably to the second drive shaft via the fifth shift element. For example, the output shaft can be non-rotatably connected both to a third element of the first planetary gear set, in particular a ring gear of the first planetary gear set, and to a second element of the second planetary gear set, in particular a planetary web of the second planetary gear set. In particular, the second drive shaft can be non-rotatably connected both to a second element of the first planetary gear set and to a third element of the second planetary gear set.
Beispielsweise kann jedem der Planetenradsätze, insbesondere dem ersten Planetenradsatz, dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz, jeweils ein erstes Element, jeweils ein zweites Element und jeweils ein drittes Element zugeordnet sein. Das erste Element kann beispielsweise eine Planetensonne sein. Das zweite Element kann beispielsweise ein Planetenträger sein. Das dritte Element kann beispielsweise ein Hohlrad sein. Alternativ hierzu kann ein zweites Element ein Hohlrad und ein drittes Element ein Planetenträger sein.For example, each of the planetary gear sets, in particular the first planetary gear set, the second planetary gear set and the third planetary gear set, can be assigned a first element, a second element and a third element. The first element can for example be a planetary sun. The second element can for example be a planet carrier. The third element can be a ring gear, for example. Alternatively, a second element can be a ring gear and a third element can be a planet carrier.
Durch eine selektive Betätigung des ersten Schaltelements und/oder des zweiten Schaltelements und/oder des dritten Schaltelements und/oder des vierten Schaltelements und/oder des fünften Schaltelements und/oder des sechsten Schaltelements und/oder des siebten Schaltelements und/oder des achten Schaltelements können unterschiedliche Kraftflussführungen und/oder unterschiedliche Gänge verwirklicht werden. Beispielsweise können mittels des Basisradsatzes vom Übersetzungsverhältnis zumindest vier unterschiedliche Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle gebildet werden.By selectively actuating the first switching element and / or the second switching element and / or the third switching element and / or the fourth switching element and / or the fifth switching element and / or the sixth switching element and / or the seventh switching element and / or the eighth switching element can different power flow guides and / or different gears can be realized. For example, at least four different gears between the first drive shaft and the output shaft can be formed by the transmission ratio by means of the basic gear set.
Beispielsweise kann ein Rotor der ersten Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung stehen. Das dritte, vierte und fünfte Schaltelement können beispielsweise als Kupplungen vorliegen, welche bei Betätigung die miteinander zu verbindenden Komponenten des Getriebes ggf. in ihren Drehbewegungen angleichen und anschließend drehfest miteinander verbinden können. Eine Synchronisation des bei einer Schaltung zu schaltenden Schaltelements kann durch eine Verbrennungsmotor-Drehzahlregelung erfolgen oder durch synchronisierte Schaltelemente oder durch eine andere zentrale Synchronisierung, wie beispielsweise eine Getriebebremse oder eine weitere Elektromaschine, beispielsweise die zweite Elektromaschine.For example, a rotor of the first electric machine can be connected to the second drive shaft. The third, fourth and fifth shifting elements can be present, for example, as clutches which, when actuated, can adjust the rotational movements of the components of the transmission to be connected and then connect them to one another in a rotationally fixed manner. The shifting element to be shifted during a shift can be synchronized by an internal combustion engine speed control or by synchronized shifting elements or by another central synchronization, such as a transmission brake or another electric machine, for example the second electric machine.
Beispielsweise kann eine Trennkupplung für den Verbrennungsmotor vorgesehen sein, insbesondere kann hierzu das zweite Schaltelement dienen, insbesondere um eine Trägheitsmasse des Verbrennungsmotors während einer Synchronisierung abzukoppeln. Zur Unterstützung der Synchronisation kann optional eine weitere Elektromaschine verwendet werden, welche direkt oder indirekt mit der Antriebswelle wirkverbunden ist, beispielsweise die zweite Elektromaschine. Das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement können beispielsweise als Bremsen vorliegen.For example, a separating clutch can be provided for the internal combustion engine, in particular the second switching element can serve for this purpose, in particular to decouple an inertial mass of the internal combustion engine during synchronization. To support the synchronization, a further electric machine can optionally be used, which is directly or indirectly operatively connected to the drive shaft, for example the second electric machine. The first switching element and / or the second switching element can be present as brakes, for example.
Beispielsweise kann eine jeweilige drehfeste Verbindung von rotierbaren Komponenten des Getriebes über ein oder mehre zwischenliegende Wellen realisiert sein, welche bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwischenstücke vorliegen können. Beispielsweise können die Komponenten jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Bei Komponenten des Getriebes, welche durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements miteinander verbunden werden können, kann eine Verbindung ebenfalls beispielsweise über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht werden.For example, a respective non-rotatable connection of rotatable components of the transmission can be implemented via one or more intermediate shafts, which can also be present as short intermediate pieces when the components are spatially close together. For example, the components can each be present either as individual components that are non-rotatably connected to one another or also as one piece. In the case of components of the transmission that can be connected to one another by actuating a respective shift element, a connection can also be implemented, for example, via one or more intermediate shafts.
Ein Festsetzen kann durch drehfestes Verbinden mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes erfolgen, 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.It can be locked in place by non-rotatably connected to a non-rotatable component of the gearbox, which is preferably a permanently stationary component, preferably a housing of the gearbox, part of such a housing or a non-rotatably connected component.
Unter einer Verbindung des Rotors der ersten Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Basisradsatzes kann eine derartige Verbindung zwischen diesen zu verstehen sein, dass zwischen dem Rotor der ersten Elektromaschine und der zweiten Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Hierbei kann die erste Elektromaschine entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein, beispielsweise achsversetzt zu dem ersten Planetenradsatz und/oder zu dem zweiten Planetenradsatz. Bei einer zu dem ersten Planetenradsatz und/oder zweiten Planetenradsatz achsversetzt angeordneten ersten Elektromaschine kann eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen und/oder einen Zugmitteltrieb erfolgen. 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 beispielsweise um einen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.A connection between the rotor of the first electric machine and the second drive shaft of the basic gear set can be understood to mean a connection between the latter such that a constant speed dependency prevails between the rotor of the first electric machine and the second drive shaft. Here, the first electric machine can be arranged either coaxially to the planetary gear sets or axially offset relative to them, for example axially offset to the first planetary gear set and / or to the second planetary gear set. In the case of a first electric machine that is axially offset from the first planetary gear set and / or the second planetary gear set, a coupling can take place via one or more intermediate transmission stages and / or a traction drive. The one or more translation stages can also be implemented individually either as a spur gear stage or as a planetary stage. A traction mechanism drive can be, for example, a belt drive or a chain drive.
Das Getriebe kann sich insbesondere durch eine kompakte Bauweise und/oder geringe Bauteilbelastungen und/oder einen guten Verzahnungswirkungsgrad und/oder geringe Verluste auszeichnen.The transmission can be characterized in particular by a compact design and / or low component loads and / or good gear efficiency and / or low losses.
Aufgrund der Verbindung der ersten Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Basisradsatzes können sich unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen lassen. Mittels des Basisradsatzes kann beispielsweise ein elektrodynamisches Anfahren (EDA-Modus) realisiert werden. Elektrodynamisches Anfahren bedeutet, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von der Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Drehzahl der ersten Elektromaschine und der Drehzahl der Abtriebswelle stattfindet, so dass ein Anfahren aus dem Stillstand bei laufendem Verbrennungsmotor möglich ist.Due to the connection of the first electric machine to the second drive shaft of the basic gear set, different operating modes can be implemented in a simple manner. An electrodynamic start-up (EDA mode), for example, can be implemented by means of the basic wheel set. Electrodynamic start-up means that the speed of the internal combustion engine, the speed of the first electric machine and the speed of the output shaft are superimposed over one or more planetary gear sets so that starting from standstill with the internal combustion engine running is possible.
Beispielsweise kann eine Lastschaltung von elektrischen Gängen für die erste Elektromaschine über die zweite Elektromaschine stützbar sein. Beispielsweise können aus einem ersten elektrischen Gang weitere Gänge, insbesondere die kurzen Gänge, zustartbar sein. Um lange Verbrennungsmotoren- Gänge zu starten kann beispielsweise ein Zustart über den dritten Planetenradsatz erfolgen.For example, a power shift of electrical gears for the first electric machine can be supported via the second electric machine. For example, further gears, in particular the short gears, can be started from a first electric gear. To start long internal combustion engine gears, for example, a start can be made via the third planetary gear set.
Hierdurch kann eine günstige Übersetzung der zweiten Elektromaschine für einen Verbrennungsmotor -Start vorliegen, insbesondere bei einem geschlossenen siebten Schaltelement und einer Neutralstellung des Basisradsatzes bezüglich der ersten Antriebswelle, also beispielsweise bei geöffnetem dritten Schaltelement und geöffnetem vierten Schaltelement und geöffnetem fünftem Schaltelement und geöffnetem sechsten Schaltelement.This allows a favorable translation of the second electric machine for one Internal combustion engine start, in particular with a closed seventh shift element and a neutral position of the basic gear set with respect to the first drive shaft, for example with an open third shift element and open fourth shift element and open fifth shift element and open sixth shift element.
Beispielsweise kann mittels des Getriebes ein serieller Betrieb mit niedriger Verbrennungsmotor -Drehzahl möglich sein, insbesondere bei geschlossenem achten Schaltelement und einer Neutralstellung der Schaltelemente des Basisradsatzes bezüglich der ersten Antriebswelle, also beispielsweise offenem dritten Schaltelement und offenem vierten Schaltelement und offenem fünften Schaltelement und offenem sechsten Schaltelement. Bei einem seriellen Betrieb kann die elektrische Versorgung für die zweite Elektromaschine von der ersten Elektromaschine kommen.For example, the transmission can enable serial operation at a low internal combustion engine speed, especially when the eighth shift element is closed and the shift elements of the basic gear set are in a neutral position with respect to the first drive shaft, i.e., for example, an open third shift element and an open fourth shift element and an open fifth shift element and an open sixth shift element . In the case of serial operation, the electrical supply for the second electric machine can come from the first electric machine.
Das Getriebe kann beispielsweise ausgestaltet sein, um einen Zustart mit dem dritten Planetenradsatz auszuführen. Der Basisradsatz kann einen rein elektrischen Hauptfahrgang für die erste Elektromaschine aufweisen, beispielsweise wenn lediglich das erste Schaltelement an dem Basisradsatz geschlossen wird. Aus diesem Gang heraus können die Basisradsatzgänge
Beispielsweise kann der Verbrennungsmotor bei geschlossenem achten Schaltelement mit der zweiten Elektromaschine gestartet werden, insbesondere falls dies noch nicht geschehen ist, und anschließend kann der dritte Gang des Basisradsatzes synchronisiert und eingelegt werden, insbesondere kann das dritte Schaltelement synchronisiert und geschlossen werden. Hierdurch kann für den Verbrennungsmotor eine Übersetzung ähnlich des vierten Ganges in dem Basisradsatz verfügbar sein, da der dritte Planetenradsatz eine Vorübersetzung ins Schnelle darstellt. Hierdurch kann der Verbrennungsmotor auch in einem „kurzen“ elektrischen Gang, beispielsweise bei geschlossenem ersten Schaltelement, mit niedrigen Drehzahlen als Vorantrieb angekoppelt werden.For example, the internal combustion engine can be started with the second electric machine when the eighth shift element is closed, especially if this has not yet happened, and then the third gear of the basic gear set can be synchronized and engaged, in particular the third shift element can be synchronized and closed. As a result, a gear ratio similar to the fourth gear in the basic gear set can be available for the internal combustion engine, since the third planetary gear set represents a pre-gear ratio to high speed. As a result, the internal combustion engine can also be coupled in a “short” electrical gear, for example when the first shift element is closed, at low speeds as a forward drive.
Das Getriebe kann beispielsweise ein Hybridgetriebe mit vorgeschalteter Overdrive (OD)-Gruppe sein. Die OD-Gruppe kann beispielsweise den dritten Planetenradsatz und/oder die zweite Elektromaschine und/oder das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement umfassen. Das Getriebe kann beispielsweise ein Dedicated Hybrid Transmission EDA (DHT)-Konzept verwirklichen.The transmission can, for example, be a hybrid transmission with an upstream overdrive (OD) group. The OD group can include, for example, the third planetary gear set and / or the second electric machine and / or the seventh shifting element and / or the eighth shifting element. The transmission can, for example, implement a Dedicated Hybrid Transmission EDA (DHT) concept.
Mittels des dem Basisradsatz vorgeschalteten Planetenradsatzes, insbesondere des dritten Planetenradsatzes, kann mindestens ein zusätzlicher „langer“ Gang für den Verbrennungsmotor erzeugt werden, was als „Overdrive“ bezeichnet werden kann. Ein „langer“ Gang bedeutet eine geringe Übersetzung von Antrieb zu Abtrieb. Dies ist für höhere Fahrgeschwindigkeiten vorteilhaft, denn eine Verbrennungsmotor -Drehzahl kann mit so einem zusätzlichen Gang abgesenkt werden. Hierdurch kann sich ein Verbrauchsvorteil ergeben.By means of the planetary gear set upstream of the basic gear set, in particular the third planetary gear set, at least one additional “long” gear can be generated for the internal combustion engine, which can be referred to as “overdrive”. A “long” gear means a low gear ratio from input to output. This is advantageous for higher driving speeds, because an internal combustion engine speed can be reduced with such an additional gear. This can result in a consumption advantage.
Mittels des vorschaltbaren dritten Planetenradsatzes können höher realisierbare Achsmomente für die erste Elektromaschine des Basisradsatzes realisiert werden. Das Getriebe kann mit dem dritten Planetenradsatz eine schaltbare Vorschaltgruppe aufweisen, welche einerseits durch das Schaltelement, insbesondere das siebte Schaltelement, überbrückt oder umgangen werden kann (Übersetzung = 1), und andererseits kann durch das weitere Schaltelement, insbesondere das achte Schaltelement, eine Übersetzung ins „Schnelle“ (Overdrive) realisiert werden (Übersetzung < 1).By means of the upstream third planetary gear set, higher realizable axle torques can be realized for the first electric machine of the basic gear set. With the third planetary gear set, the transmission can have a shiftable upstream group which, on the one hand, can be bridged or bypassed by the shifting element, in particular the seventh shifting element (gear ratio = 1), and, on the other hand, the further shifting element, in particular the eighth shifting element, can be converted into "Fast" (overdrive) can be realized (translation <1).
Mittels des vorgeschalteten dritten Planetensatzes kann beispielsweise aus einem Basisradsatz mit 4 Gängen ein Getriebe mit 5 Gängen realisiert werden. Ein Planetenradsatz als OD-Gruppe kann hinsichtlich einer Bauraumeinsparung vorteilhaft sein, beispielsweise da der Planetenradsatz koaxial und/oder innerhalb der Elektromaschine angeordnet sein kann.By means of the upstream third planetary gear set, a transmission with 5 gears can be realized, for example, from a basic gear set with 4 gears. A planetary gear set as an OD group can be advantageous in terms of saving installation space, for example because the planetary gear set can be arranged coaxially and / or within the electric machine.
Das Getriebe kann ein Hybridgetriebe sein, insbesondere ein Hybridgetriebe mit vorgeschalteter Overdrive (OD)-Gruppe.The transmission can be a hybrid transmission, in particular a hybrid transmission with an upstream overdrive (OD) group.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang umfasst ein Getriebe wie oben beschrieben.Another aspect of the present invention relates to a motor vehicle drive train, in particular for a hybrid or electric vehicle. The motor vehicle drive train comprises a transmission as described above.
Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann den Verbrennungsmotor aufweisen. Der Planetenradsatz, insbesondere der dritte Planetenradsatz, und/oder die weitere Elektromaschine, insbesondere die zweite Elektromaschine, können zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Basisradsatz angeordnet sein.The motor vehicle drive train can have the internal combustion engine. The planetary gear set, in particular the third planetary gear set, and / or the further electric machine, in particular the second electric machine, can be arranged between the internal combustion engine and the basic gear set.
Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann beispielsweise einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann beispielsweise ein Differentialgetriebe aufweisen. Das Getriebe kann zwischen dem Verbrennungsmotor und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten, des Antriebsstranges angeordnet sein. Beispielsweise kann die Eingangswelle des Getriebes permanent drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden sein oder über eine zwischenliegende Trennkupplung verbindbar sein, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe der Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann.The motor vehicle drive train can have a torsional vibration damper, for example. The motor vehicle drive train can for example have a differential gear. The transmission can be between the internal combustion engine and further components of the drive train which follow in the direction of force flow to the drive wheels of the motor vehicle. For example, the input shaft of the transmission can be permanently non-rotatably connected to a crankshaft of the internal combustion engine or can be connected via an intermediate separating clutch, with the torsional vibration damper being provided between the internal combustion engine and the transmission.
Abtriebsseitig kann das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein. Beispielsweise kann eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen, über welches eine Verteilung des Drehmoments auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfinden kann. Das Differentialgetriebe oder das Längsdifferential können mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein eventuell vorhandener Torsionsschwingungsdämpfer innerhalb dieses Gehäuses angeordnet sein.On the output side, the transmission can be coupled within the motor vehicle drive train to a differential transmission of a drive axle of the motor vehicle. For example, there can be a connection to a center differential via which the torque can be distributed to several driven axles of the motor vehicle. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged with the gear in a common housing. As an alternative or in addition, a torsional vibration damper that may be present can be arranged within this housing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des neuen Getriebes; -
2A eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des neuen Getriebes; -
2B eine Schaltmatrix des Basisradsatzes des zweiten Ausführungsbeispiels des neuen Getriebes; -
2C eine Schaltmatrix für elektrische Gänge und EDA-Modi des Basisradsatzes des zweiten Ausführungsbeispiels des neuen Getriebes; -
2D eine Schaltmatrix für rein verbrennungsmotorische Gänge des Basisradsatzes des zweiten Ausführungsbeispiels des neuen Getriebes; und -
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des neuen Kraftfahrzeugantriebsstrangs.
-
1 a schematic representation of a first embodiment of the new transmission; -
2A a schematic representation of a second embodiment of the new transmission; -
2 B a shift matrix of the basic gear set of the second exemplary embodiment of the new transmission; -
2C a switching matrix for electrical gears and EDA modes of the basic gear set of the second exemplary embodiment of the new transmission; -
2D a shift matrix for purely internal combustion engine gears of the basic gear set of the second embodiment of the new transmission; and -
3 a schematic representation of an embodiment of the new motor vehicle drive train.
In den
Bei den in
Das Schaltelement
Alle Schaltelemente
Die in den
Der dritte Planetenradsatz
Bei geöffnetem Schaltelement
Der dritte Planetenradsatz
Das Getriebe
Der in
Ein Rotor
Der erste Planetenradsatz
Bei geschlossenem zweitem Schaltelement
In den
Entsprechend
Der Basisradsatz
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Getriebetransmission
- 1111
- erstes Eingangsgliedfirst input link
- 1212
- zweites Eingangsgliedsecond input link
- 1414th
- weitere Elektromaschine, erste Elektromaschineanother electric machine, first electric machine
- 1616
- Elektromaschine, zweite ElektromaschineElectric machine, second electric machine
- 1818th
- Planetenradsatz, dritter PlanetenradsatzPlanetary gear set, third planetary gear set
- 2020th
- drehfestes Bauelement, erstes drehfestes Bauelementnon-rotatable component, first non-rotatable component
- 2222nd
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 2424
- EingangswelleInput shaft
- 2626th
- Schaltelement, siebtes SchaltelementSwitching element, seventh switching element
- 2828
- weiteres Schaltelement, achtes Schaltelementfurther switching element, eighth switching element
- 2929
- erstes Schaltelementpaarfirst pair of switching elements
- 3030th
- KraftfahrzeugantriebsstrangAutomotive powertrain
- 3232
- Antriebsraddrive wheel
- 3636
- DifferentialgetriebeDifferential gear
- 3838
- TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 4040
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5050
- BasisradsatzBasic wheelset
- 5252
- erste Antriebswellefirst drive shaft
- 5454
- zweite Antriebswellesecond drive shaft
- 5656
- AbtriebswelleOutput shaft
- 5858
- erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
- 6060
- zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
- 6161
- erstes Schaltelementfirst switching element
- 6262
- zweites Schaltelementsecond switching element
- 6363
- drittes Schaltelementthird switching element
- 6464
- viertes Schaltelementfourth switching element
- 6565
- fünftes Schaltelementfifth switching element
- 6666
- sechstes Schaltelementsixth switching element
- 7070
- Rotorrotor
- 7272
- zweites drehfestes Bauelement second non-rotatable component
- 7373
- drittes drehfestes Bauelementthird non-rotatable component
- 111111
- erstes Element des ersten Planetenradsatzesfirst element of the first planetary gear set
- 112112
- zweites Element des ersten Planetenradsatzessecond element of the first planetary gear set
- 113113
- drittes Element des ersten Planetenradsatzesthird element of the first planetary gear set
- 121121
- erstes Element des zweiten Planetenradsatzesfirst element of the second planetary gear set
- 122122
- zweites Element des zweiten Planetenradsatzessecond element of the second planetary gear set
- 123123
- drittes Element des zweiten Planetenradsatzesthird element of the second planetary gear set
- 131131
- erstes Element des dritten Planetenradsatzesfirst element of the third planetary gear set
- 132132
- zweites Element des dritten Planetenradsatzessecond element of the third planetary gear set
- 133133
- drittes Element des dritten Planetenradsatzesthird element of the third planetary gear set
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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2019
- 2019-05-10 DE DE102019206800.6A patent/DE102019206800A1/en active Pending
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