DE10347273B4 - Parallelstranggetriebe für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben - Google Patents

Parallelstranggetriebe für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben Download PDF

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Abstract

Parallelstranggetriebe, insbesondere automatisiertes Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Kenngrößenwandlung zwischen der Abtriebswelle eines Antriebsmotors (Motorabtriebswelle) und einem Achsantrieb, mit zwei den Parallelstrang ausbildenden und mittels einer vorgeschalteten Doppelkupplung im Wechsel kraftschlüssig sowie momentensteuerbar mit der Motorabtriebswelle verbindbaren Getriebeeingangswellen (1, 2), mit mindestens einer Getriebeausgangswelle 3 bzw. 4 sowie mit auf diesen und gegebenenfalls weiteren Getriebewellen angeordneten Zahnrädern (5 bis 16) und Freiläufen (17 bis 24), wobei die Übertragung eines Drehmoments von der jeweils mit der Motorabtriebswelle gekoppelten Getriebeeingangswelle (1, 2) auf eine Getriebeausgangswelle (3, 4) in Abhängigkeit von der gewählten Gangstufe über jeweils unterschiedliche Gruppen von Zahnrädern erfolgt, von denen jeweils zumindest eines ein Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16) ist, das zur Momentenübertragung mit der ihm zugehörigen Getriebewelle gekuppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16) des Getriebes ein zwischen den vier Betriebszuständen, beide Drehrichtungen freigebend, je...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Parallelstranggetriebe für ein Kraftfahrzeug zur Kenngrößenwandlung zwischen einem Antriebsmotor und einem Achsantrieb, insbesondere ein automatisiertes Getriebe. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Getriebes.
  • Zur Übertragung des von einem Antriebsmotor erzeugten Drehmoments auf den Achsantrieb eines Fahrzeugs sind unterschiedliche Getriebearten entwickelt worden. Die Entwicklung und Auslegung der Getriebe hängt wesentlich vom jeweiligen Primat der technischen Anforderungen oder den Ansprüchen an den Schaltkomfort ab. So gibt es seit langem das Bestreben, den Fahrer mittels automatisch schaltender Getriebe von der Tätigkeit des Kuppelns und Schaltens zu entlasten. Im Zuge dessen wurden neben den konventionellen Wandler-Automatgetrieben (AT) die Automatisierten Schaltgetriebe (ASG) entwickelt, bei denen Aktuatoren quasi die Bedienung der Kupplung und des Schalthebels automatisiert übernehmen. Üblicherweise haben Schaltgetriebe dieser Art jedoch den Nachteil, dass es beim Schaltvorgang zu einer kurzzeitigen Unterbrechung der Momentenübertragung kommt, welche der Fahrer deutlich spürt und die von ihm als unangenehm empfunden wird.
  • In dieser Hinsicht bilden die Wandler-Automatikgetriebe einen deutlich höheren Fahrkomfort, da bei ihnen eine Momenten- bzw. Zugkraftunterbrechung nicht auftritt. Allerdings führen diese Getriebe zu einem deutlich erhöhten Treibstoffverbrauch, weshalb ihr Einsatz im allgemeinen Fahrzeugen der Oberklasse vorbehalten ist. Dem gegenüber besitzen wiederum herkömmliche Stufenschaltgetriebe, ob als Handschaltgetriebe oder ASG ausgelegt, einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Sie weisen zudem ein geringeres Gewicht auf und sind preiswerter zu produzieren.
  • Aus dem eingangs bereits erwähnten Grund der Entlastung des Fahrers von der Schaltarbeit hat daher mit steigender Gangstufenzahl (heute ist ein Sechsganggetriebe bereits fast Standard) trotz der geschilderten Nachteile eine stärker werdende Entwicklung in Richtung des Ersatzes von Handschaltgetrieben durch ASG eingesetzt. Als ein weiterer Zweig, neben AT und ASG, sind Doppelkupplungsgetriebe entwickelt worden, welche zwei Getriebeeingangswellen besitzen, die über eine koaxiale Doppelkupplung wechselweise mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbunden werden. Hierdurch ist es, wie beim AT, möglich, die Momentenunterbrechung, durch exakt gesteuertes Überschleifen zwischen dem kommenden, also dem das Drehmoment übernehmenden, und dem lösenden Teil der Doppelkupplung, zu vermeiden.
  • Ein solches Doppelkupplungsgetriebe wird beispielsweise durch die EP 0 321 873 A2 beschrieben. Zwar ermöglicht das in der Schrift beschriebene Getriebe aufgrund der sich aus dem Einsatz der Doppelkupplung ergebenden, bereits geschilderten Vorteile ein momentenunterbrechungsfreies Schalten, jedoch ist es als nachteilig anzusehen, dass bereits beim Vorbereiten des jeweiligen Zielgangs eine Vorsynchronisation erforderlich ist, welche das Aufbringen einer Synchronisationsleistung erfordert, die im Falle eines dann doch nicht erfolgenden Schaltvorgangs verloren geht. Selbstverständlich beeinträchtigt dies den Wirkungsgrad und führt außerdem zu einem erhöhten Verschleiß.
  • Durch die DE 37 21 214 A1 wird ebenfalls ein gattungsgemäßes Parallelstranggetriebe beziehungsweise ein Doppelkupplungsgetriebe beschrieben. Bei diesem Getriebe sind die einzelnen Gänge jeweils mit einem zwischen zwei Schaltstufen (Freilauf zu- oder abgeschaltet) schaltbaren Freilauf bekannter Art ausgestattet.
  • In der DE 100 63 848 A1 wird ein Stufenschaltgetriebe beschrieben, welches trotz seiner Ausführung mit einer Einfachkupplung, ein verbessertes Schaltverhalten aufweist. Bei dem in der Schrift beschriebenen Getriebe erfolgt dazu die Drehmomentenübertragung zwischen einem Losrad und der zugehörigen Getriebewelle mittels einer schaltbaren Kupplung, welche als schaltbarer Freilauf ausgebildet ist. Hierdurch ist es zumindest möglich, ein momentenunterbrechungsfreies Schalten bei einem durch Zughochschaltung oder Schubrückschaltung veranlassten Gangwechsel zu erreichen. Ein schaltbarer Freilauf ist beispielsweise aus der WO 99/286644 A1 bekannt. In einer speziellen Ausbildungsform des in der DE 100 63 848 A1 beschriebenen Stufenschaltgetriebes werden zur weiteren Verbesserung des Schaltverhaltens zwei zusätzliche Kupplungen innerhalb des Getriebes angeordnet. Jedoch gelingt es mit dieser Bauform nicht, in allen vier, bereits genannten, einen Gangwechsel veranlassenden Schaltsituationen ein momentenunterbrechungsfreies Schalten zu erreichen. Zudem ist die Ausbildungsform mit zusätzlichen Kupplungen konstruktiv vergleichsweise aufwendig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Getriebe mit einer Doppelkupplung so auszubilden, dass mit diesem bei einem vergleichsweise einfachen Aufbau für die vier im Zusammenhang mit einem Gangwechsel möglichen Betriebszustände (Zughochschaltung, Zugrückschaltung, Schubhochschaltung und Schubrückschaltung) ein momentenunterbrechungsfreies Schalten erreicht werden kann, wobei das Getriebe trotz des sich dadurch ergebenen Schaltkomforts einen hohen Wirkungsgrad aufweisen soll. Ein weiteres Ziel besteht darin, den Überschleifvorgang der Doppelkupplung gegenüber bisher bekannten Getrieben dieser Art zu vereinfachen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
  • Bei dem vorgeschlagenen Getriebe zur Kenngrößenwandlung zwischen einer Motorabtriebswelle eines Kraftfahrzeugs und einem Achsantrieb handelt es sich um ein Parallelstranggetriebe (auch Doppelkupplungsgetriebe). Dieses besteht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, im Wesentlichen aus zwei den Parallelstrang ausbildenden und mittels einer vorgeschalteten Doppelkupplung im Wechsel kraftschlüssig sowie momentensteuerbar mit der Motorabtriebswelle verbindbaren Getriebeeingangswellen, mindestens einer Getriebeausgangswelle sowie mit auf diesen und gegebenenfalls weiteren Getriebewellen angeordneten Zahnrädern und Freiläufen. Die Übertragung eines Drehmoments von der jeweils mit der Motorabtriebswelle gekoppelten Getriebeeingangswelle auf eine Getriebeausgangswelle erfolgt in Abhängigkeit von der gewählten Gangstufe über jeweils unterschiedliche Gruppen von Zahnrädern, von denen jeweils zumindest eines ein Losrad ist, welches bei erforderlicher Momentenübertragung mit der ihm zugehörigen Getriebewelle gekuppelt wird. In erfindungswesentlicher Weise ist dabei jedem Losrad des Getriebes ein zwischen vier Betriebszuständen (beide Drehrichtungen freigebend, je eine Drehrichtung freigebend und die jeweils andere sperrend oder beide Drehrichtungen sperrend) umschaltbarer Freilauf zugeordnet. Der Einsatz von schaltbaren Freiläufen an jedem Losrad macht es im Zusammenwirken mit der wechselnden Doppelkupplung möglich, dass jeder Übergang von einer Schaltstufe auf eine andere, unabhängig davon, durch welche der vier möglichen Übergangsarten (Zughochschaltung, Schubrückschaltung, Schubhochschaltung oder Zugrückschaltung) er veranlasst ist, im Hinblick auf den Momentenfluss unterbrechungsfrei erfolgt, da der jeweilige Freilauf den Momentenfluss zunächst in einem synchronisierenden Reibschluss, dann vollständig kraftschlüssig übernimmt. Für eine praxisgerechte Ausbildung sind die in jedem Falle vorhandenen beiden Getriebeeingangswellen bevorzugt zueinander koaxial angeordnet. Dabei läuft eine erste innere Getriebeeingangswelle in einer zweiten äußeren, als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle.
  • Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Parallelstranggetriebe durch entsprechende Gestaltung seiner Freiläufe so ausgebildet dass der Übergang von einer Gangstufe zur nächsthöheren oder zur nächstniedrigeren durch eine Drehzahlüberrollung des für diese höhere bzw. niedrigere Gangstufe voreingestellten Freilaufs beim Einschleifen des kommenden, also nach dem Gangwechsel momentenübertragenden Teils der Doppelkupplung bzw. beim Lösen des treibenden, also vor dem Gangwechsel momentenübertragenden Teils der Doppelkupplung erfolgt. Dazu erzeugt die Sperrfunktion des betreffenden Freilaufs zunächst einen synchronisierenden Reibschluss zwischen dem Losrad und der zugeordneten Welle und überträgt danach das Drehmoment kraftschlüssig auf das Losrad, wobei in vorteilhafter Weise eine Vorsynchronisation zur Vorbereitung des Gangwechsels entfällt. Letzteres wirkt sich positiv auf die Energiebilanz respektive den Wirkungsgrad des Getriebes aus und mindert den Verschleiß. Wie die vorausgegangenen Darlegungen zeigen, vereint das erfindungsgemäße Getriebe die sich aus dem Konzept der Doppelkupplung im Hinblick auf das Schaltverhalten ergebenden Vorteile in hervorragender Weise mit den sich aus dem Einsatz von schaltbaren Freiläufen ergebenden Möglichkeiten, so dass neben einem hohen Schaltkomfort und der einfachen Umschaltung der Doppelkupplung auch ein sehr guter Wirkungsgrad sowie eine verschleißarmer Betrieb erreicht werden.
  • Bei einer möglichen Ausbildungsform mit zwei Getriebeeingangswellen und zwei Getriebeausgangswellen wird das Drehmoment von der Motorabtriebswelle auf die jeweils vermittels der Doppelkupplung mit der Motorabtriebswelle verbundene Getriebeeingangswelle, von dieser über eine mit der jeweils gewählten Gangstufe korrespondierende Übersetzungsstufe auf eine der beiden Ausgangswellen und schließlich von der betreffenden Ausgangswelle auf ein Ritzel eines Achsantriebzahnrads übertragen. Dabei besteht die Übersetzungsstufe aus zwei Zahnrädern, einem Festrad und einem Losrad, sowie einem das Losrad mit der betreffenden Getriebewelle momentenübertragend kuppelnden Freilauf. Von den Zahnrädern der Übersetzungsstufe ist eines auf der momentenübertragenden Getriebeeingangswelle und das jeweils andere auf der momentenübertragenden Getriebeausgangswelle angeordnet.
  • Das erfindungsgemäße Parallelstranggetriebe ist besonders vorteilhaft ausgebildet, wenn die Festräder auf den Getriebeeingangswellen angeordnet sind und jedem Festrad einer Getriebeeingangswelle zwei Losräder auf verschiedenen Getriebeausgangswellen oder verschiedenen Vorlegewellen zugeordnet sind, wobei jeweils nur eine solche Räderpaarung über einen gesperrten Freilauf momentenführend ist. Diese Ausbildungsform ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise, da jedes auf einer Getriebeeingangswelle angeordnete Festrad, mit zwei Losrädern kämmt, von denen, je nach gewählter Gangstufe, allenfalls eines momentenübertragend ist, so dass jedes Festrad der Eingangswellen in zwei unterschiedlichen Gangstufen momentenübertragend zum Einsatz gelangt.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Rückwärtsgang dadurch realisiert, dass ein auf einer der Getriebeeingangswellen angeordnetes Losrad direkt auf das Achsantriebsrad wirkt, sofern der ihm zugeordnete Freilauf gesperrt und das Losrad dadurch momentenübertragend mit der entsprechenden Getriebeeingangswelle gekuppelt ist.
  • Ebenfalls als sehr vorteilhaft ist eine Weiterbildung des Getriebes anzusehen, bei welcher jeder der beiden, den Parallelstrang ausbildenden Getriebeeingangswellen eine E-Maschine zugeordnet ist.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben des Parallelstranggetriebes erfolgt ein momentenflussunterbrechungsfreier Gangstufenwechsel in allen vier Übergangsarten (ZHS, SRS, SHS, ZRS) dadurch, dass der Gangstufenwechsel nicht in Form eines Schaltens, sondern in Form einer Gangablösung durch die Übernahme des Momentenflusses vom jeweils parallelen Strang bewirkt wird. Dies wird durch die Voreinstellung der Freiläufe unmittelbar vor der Anforderung eines Gangstufenwechsels und bei der ZHS und der SRS durch das Einschleifen des jeweils kommenden Kupplungsteils der Doppelkupplung bzw. bei der ZRS und der SHS durch das Öffnen des jeweils treibenden Kupplungsteils der Doppelkupplung erreicht.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem eine Betriebsweise vorgesehen, bei welcher die schaltbaren Freiläufe im jeweils nicht momentenführenden Parallelstrang zur Rekuperation voreingestellt werden. Dabei wird während des Betriebes in allen, mit Ausnahme der höchsten Gangstufe der Freilauf der nächsthöheren Gangstufe im jeweiligen Parallelstrang und beim Betrieb in der höchsten Gangstufe der Freilauf der nächstniedrigeren Gangstufe im jeweiligen Parallelstrang in Schubsperrung voreingestellt und im Falle einer definierten Abbremsung des Fahrzeugs, die Bewegungsenergie unmittelbar über diesen Parallelstrang und die zugeordnete E-Maschine rekuperiert. In vorteilhafter Weise muss hierbei der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs nicht mitgeschleppt werden.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1: Eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Getriebes in einer Symboldarstellung
  • 2: Eine Variante des Getriebes nach der 1 mit einer Modifizierung hinsichtlich der Rückwärtsgangstufe ebenfalls als Symboldarstellung
  • Die 1 zeigt die Symboldarstellung einer möglichen einfachen Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Das beispielhaft gezeigte Parallelstranggetriebe besteht im Wesentlichen aus den beiden Getriebeeingangswellen 1, 2, zwei Ausgangswellen 3, 4 sowie auf den Getriebewellen angeordneten Zahnrädern 5 bis 16, 27 und den Freiläufen 17 bis 24, wobei die genannten, hier in einer Ebene dargestellten Elemente tatsächlich gegebenenfalls in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. So ist beispielsweise das Aschabtriebszahnrad in einer Ebene unterhalb der Getriebeeingangswellen 1, 2 angeordnet. Die Getriebeeingangswellen 1, 2 sind koaxial ausgebildet, wobei die Getriebeeingangswelle 1 als Hohlwelle ausgeführt ist, in welcher die teilweise von ihr umschlossene andere Getriebeeingangswelle 2 läuft. Das Prinzip der den beiden Getriebeeingangswellen 1, 2 vorgeschalteten Doppelkupplung mit ihren im Betrieb jeweils im Wechsel momentenführenden Kupplungsteilen ist aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf deren Darstellung in der Figur verzichtet wurde. Vermittels der Doppelkupplung werden die Getriebeeingangswellen 1, 2, je nach gewählter Gangstufe, im Wechsel kraftschlüssig und momentensteuerbar mit der hier ebenfalls nicht dargestellten Abtriebswelle des Kraftfahrzeugantriebs (Motorabtriebswelle) verbunden. Wie ersichtlich, kämmt jedes der im Beispiel zwei auf einer Getriebeeingangswelle 1, 2 angeordneten Zahnräder respektive Festräder 5, 8 und 11, 14 mit jeweils zwei auf verschiedenen Ausgangswellen 3, 4 angeordneten Zahnrädern, welche jeweils als Losrad 6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16 ausgebildet sind, oder ist – im Falle des Rückwärtsgangs – mit diesem über ein der Drehrichtungsumkehr dienendes Zahnrad 16' in eine Wirkverbindung gebracht. Dem Wesen der Erfindung folgend, ist jedem Losrad 6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16 des Getriebes ein zwischen vier Schaltzuständen umschaltbarer Freilauf (Bezugszeichen 17 bis 24) zugeordnet. Jeder dieser Freiläufe ist so schaltbar, dass er beide Drehrichtungen freigibt oder jeweils eine Drehrichtung freigibt, während er die jeweils andere sperrt oder aber beide Drehrichtungen sperrt. Dabei ist in jeder durch einen Freilauf 17 bis 24 gesperrten Drehrichtung das ihm zugeordnete Losrad momentenübertragend mit der ihm zugehörigen Getriebeausgangsachse 3, 4 gekuppelt. Es wird somit klar, dass die jeweils eingestellte Gangstufe durch die über die nicht dargestellte Doppelkupplung momentenübertragend mit der Motorabtriebswelle gekuppelte Getriebeeingangswelle 1, 2 und ein jeweils vermittels eines in der entsprechenden Richtung gesperrten Freilaufs 17 bis 24 momentenübertragend mit der zugehörigen Ausgangswelle gekuppeltes Losrad 6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16 bestimmt wird. Da jedem Festrad 5, 8, 11, 14 einer Getriebeeingangswelle 1,2 zwei Losräder 6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16 auf verschiedenen Getriebeausgangswellen 3, 4 zugeordnet sind, wobei maximal eines davon über einen gesperrten Freilauf 17 bis 24 momentenführend ist, können mit jedem Festrad 5, 8, 11, 14 zwei verschiedene Gangstufen realisiert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform des Getriebes wirkt beispielsweise das Festrad 5 entweder, in der Gangstufe I (die Getriebeeingangswelle 1 ist kraftschlüssig mit der Motorabtriebswelle gekuppelt), über das Losrad 7, den Freilauf 18, die Ausgangswelle 4 und das Ritzel 26 oder, in der Gangstufe III, über das Losrad 6, den Freilauf 17, die Ausgangswelle 3, das Ritzel 25 auf das Achsantriebszahnrad 27. Entsprechendes gilt für die anderen auf den Getriebeeingangswellen 1 bzw. 2 angeordneten Festräder 8, 11, 14.
  • Durch den umfassenden Einsatz der auch als Gear Coupler bezeichneten Freiläufe 17 bis 24 ergibt sich eine komfortables Schaltverhalten des Getriebes, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Schaltvorgang sowohl beim Zughochschalten und beim Schubrückschalten als auch beim Schubhochschalten und beim Zugrückschalten momentenunterbrechungsfrei erfolgt. Dies ist durch entsprechende Auswahl der Freiläufe 17 bis 24 (beispielsweise Freiläufe nach WO 99/28644 A1 ) dadurch realisierbar, dass der jeweilige Freilauf 17 bis 24 das Moment beim Übergang in den Sperrzustand zunächst reibschlüssig und dann kraftschlüssig überträgt. Das Hoch- bzw. Herunterschalten erfolgt dabei durch Drehzahlüberrollung des entsprechenden Freilaufs 17 bis 24 beim Einschleifen des kommenden Teils bzw. Öffnen des bis dahin treibenden Teils der Doppelkupplung, wobei der zunächst eintretende Reibschluss zum jeweiligen Losrad 6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16 gleichzeitig synchronisierend wirkt. Diese Art der Synchronisation stellt einen wesentlichen Vorteil eines entsprechend der Erfindung ausgebildeten Getriebes dar. Während bei der normalen Synchronisierung bereits bei der im Zuge der Gangvoreinstellung erfolgenden Vorsynchronisierung Synchronisierleistung aufgebracht werden muss, die verloren ist, sofern dann doch ein anderer Gang gewählt wird, fällt die Synchronisierleistung beim erfindungsgemäßen Getriebe durch die Verwendung der Freiläufe 17 bis 24 erst bei der Inanspruchnahme des Reibschlusses, also beim tatsächlichen Einstellen des entsprechenden Ganges an. Dies geschieht bei der Zughochschaltung, der Zugrückschaltung und der Schubhochschaltung während des „Motorbremsens” allein durch das „Überrollen” der voreingestellten Sperrfunktion.
  • Der Einsatz der zwischen vier Betriebszuständen umschaltbaren Freiläufe 17 bis 24 als direktschaltende Nass-Reibkupplungen trägt weiterhin wesentlich zur Automatisierung bei, da diese Elemente autark schalten können (elektromechanisch oder elektropneumatisch z. B.) und nicht von außen durch Gestänge von Aktuatoren angesteuert werden müssen.
  • Die Funktionalitäten wie Reversierbetrieb beim Einparken (normale Funktion eines Doppelkupplungsgetriebes, wenn der 1. und der Rückwärts-Gang auf verschiedenen Wellen liegen), Einschalten einer Parksperre durch Verspannen und insbesondere das Halten am Berg gegen das Rückwärtsrollen ohne schlupfende Anfahrkupplung sind in dieser Konfiguration ebenfalls vorhanden.
  • Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist die Möglichkeit, die Bewegungsenergie des Fahrzeugs beim Abbremsen unmittelbar zu rekuperieren, d. h. zum Teil zurückzugewinnen. Dazu wird eine E-Maschine angetrieben, die in diesem Fall als Generator geschaltet wird. Der Leistungs- bzw. Momentenfluss im Antriebsstrang kehrt sich um, d. h. die Räder des Fahrzeugs treiben rückwärts in das Getriebe ein. Bei dem gemäß der Erfindung freilaufgeschalteten Getriebe kann nun die rückfließende Energie über den gerade nicht motorseitig treibenden parallelen Strang, also über den, der nicht mit der Motorabtriebswelle gekuppelt ist, direkt auf die mit der Getriebeeingangswelle 1 oder 2 verbundene E-Maschine geleitet werden, ohne den Motor weiter „durchschleppen” zu müssen. Das geht nur, wenn der Verbrennungsmotor, wie hier, vom Antriebsstrang abgekuppelt werden kann und wenn die E-Maschinen nicht direkt mit der Kurbelwelle verbunden sind. Der Nachteil größerer Schwungmassen auf den Getriebeeinganswellen durch die Anbindung der E-Maschinen wirkt sich bei dem beschriebenen Parallelstranggetriebe kaum aus, da in den drei wichtigsten Grundschaltungen die Hauptkupplungen (jeweils ein Teil der Doppelkupplung) die Synchronisierleistung übernehmen und der Momentenschluss durch die Überrollung zustande kommt. Die E-Maschinen hätten daneben noch das Potenzial, kurzzeitig als Motoren nicht nur zum Drehzahlangleich, sondern zum Boosten oder z. B. Kriechen eingesetzt zu werden.
  • Die 2 betrifft eine leicht modifizierte Variante des Getriebes nach der 1, bei welcher der Rückwärtsgang direkt von der Getriebeeingangswelle 1 (Hohlwelle) über ein Ritzel (Losrad 16) auf das Achsantriebsrad (27) wirkt, sofern der ihm zugeordnete Freilauf die entsprechende Drehrichtung sperrt. Hierdurch wird ein Zahnrad 16' zur Richtungsumkehr entbehrlich, da sich die Richtungsumkehr durch diese Art der Anordnung von selbst ergibt. Ein gewisser Nachteil dieser Variante könnte darin zu sehen sein, dass der Reversierbetrieb nur zwischen der Gangstufe II und dem Rückwärtsgang möglich ist. Allerdings würde beispielsweise ein 7-Gang-Getriebe einen relativ kurzen ersten 1. Gang aufweisen, so dass wohl auch ein Anfahren in der Gangstufe II problemlos möglich sein sollte.
  • 1
    Eingangswelle
    2
    Eingangswelle
    3
    Ausgangswelle
    4
    Ausgangswelle
    5, 8, 11, 14
    Festräder
    6, 9, 12, 15
    Losräder
    7, 10, 13, 16
    Losräder
    17–24
    schaltbare Freiläufe
    25, 26
    Ritzel
    27
    Achsantriebs(zahn)rad

Claims (8)

  1. Parallelstranggetriebe, insbesondere automatisiertes Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Kenngrößenwandlung zwischen der Abtriebswelle eines Antriebsmotors (Motorabtriebswelle) und einem Achsantrieb, mit zwei den Parallelstrang ausbildenden und mittels einer vorgeschalteten Doppelkupplung im Wechsel kraftschlüssig sowie momentensteuerbar mit der Motorabtriebswelle verbindbaren Getriebeeingangswellen (1, 2), mit mindestens einer Getriebeausgangswelle 3 bzw. 4 sowie mit auf diesen und gegebenenfalls weiteren Getriebewellen angeordneten Zahnrädern (5 bis 16) und Freiläufen (17 bis 24), wobei die Übertragung eines Drehmoments von der jeweils mit der Motorabtriebswelle gekoppelten Getriebeeingangswelle (1, 2) auf eine Getriebeausgangswelle (3, 4) in Abhängigkeit von der gewählten Gangstufe über jeweils unterschiedliche Gruppen von Zahnrädern erfolgt, von denen jeweils zumindest eines ein Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16) ist, das zur Momentenübertragung mit der ihm zugehörigen Getriebewelle gekuppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16) des Getriebes ein zwischen den vier Betriebszuständen, beide Drehrichtungen freigebend, je eine Drehrichtung freigebend und die jeweils andere sperrend oder beide Drehrichtungen sperrend, umschaltbarer Freilauf (17 bis 24) zugeordnet ist, welcher bei jedem Übergang von einer Gangstufe auf eine andere, unabhängig davon, durch welche der vier möglichen Übergangsarten, Zughochschaltung (ZHS), Schubrückschaltung (SRS), Schubhochschaltung (SHS) oder Zugrückschaltung (ZRS), er veranlasst ist, den Momentenfluss zunächst in einem synchronisierenden Reibschluss, dann vollständig kraftschlüssig übernimmt.
  2. Parallelstranggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einer Gangstufe zur nächsthöheren oder zur nächstniedrigeren durch Drehzahlüberrollung des für diese höhere oder niedrigere Gangstufe voreingestellten Freilaufs (17 bis 24) beim Einschleifen des nach dem Gangwechsel momentenübertragenden Kupplungsteils oder beim Lösen des treibenden Kupplungsteils der Doppelkupplung erfolgt, wobei die Sperrfunktion dieses Freilaufs (17 bis 24) zunächst einen synchronisierenden Reibschluss zwischen dem zugeordneten Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16) und der jeweiligen Getriebewelle erzeugt und danach das Drehmoment kraftschlüssig zwischen dem Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16) und der jeweiligen Getriebewelle überträgt, wobei eine Vorsynchronisation entfällt und die Synchronisationsleistung erst zum Zeitpunkt des eigentlichen Gangwechsels aufgebracht wird.
  3. Parallelstranggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei Getriebeeingangswellen (1, 2) und zwei Getriebeausgangswellen (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmoment von der Motorabtriebswelle auf die jeweils vermittels der Doppelkupplung mit der Motorabtriebswelle verbundene Getriebeeingangswelle (1, 2), von dieser über eine mit der jeweils gewählten Gangstufe korrespondierende Übersetzungsstufe auf eine der beiden Ausgangswellen (3, 4) und von der betreffenden Ausgangswelle (3, 4) auf ein Achsantriebzahnrad (27) mit Ritzeln (25, 26) übertragen wird, wobei die Übersetzungsstufe aus zwei Zahnrädern, einem Festrad (5, 8, 11, 14) und einem Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16), von denen eines auf der momentenübertragenden Getriebeeingangswelle (1, 2) und eines auf der momentenübertragenden Getriebeausgangswelle (3, 4) angeordnet ist, sowie einem das Losrad (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15; 13, 16) mit der betreffenden Getriebewelle momentenübertragend verbindenden Freilauf (17 bis 24) besteht.
  4. Parallelstranggetriebe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Festräder (5, 8, 11, 14) auf den Getriebeeingangswellen (1, 2) angeordnet sind und jedem Festrad (5, 8, 11, 14) einer Getriebeeingangswelle zwei Losräder (6, 9, 7, 10 bzw. 12, 15, 13, 16) auf verschiedenen Getriebeausgangswellen (3, 4) oder verschiedenen Vorle gewellen zugeordnet sind, wobei jeweils nur eine solche Räderpaarung über einen gesperrten Freilauf (17 bis 24) momentenführend ist, so dass mit jedem Festrad (5, 8, 11, 14) einer Getriebeeingangswelle (1, 2) zwei Gangstufen gebildet werden können.
  5. Parallelstranggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückwärtsgang R realisiert ist, indem ein auf einer der Getriebeeingangswellen (1, 2) angeordnetes, durch einen zugeordneten Freilauf (24) momentenübertragend mit der entsprechenden Getriebewelle verbindbares Losrad (16) bei gesperrtem Freilauf (24) direkt auf das Achsantriebszahnrad (27) wirkt.
  6. Parallelstranggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Getriebeeingangswelle eine E-Maschine zugeordnet ist.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Parallelstranggetriebes gemäß Anspruch 1, nach welchem in allen vier Übergangsarten (ZHS, SRS, SHS, ZRS) ein momentenflussunterbrechungsfreier Gangstufenwechsel dadurch erfolgt, dass der Gangstufenwechsel, durch die unmittelbar vor der Anforderung eines Gangstufenwechsels voreingestellten Freiläufe (17 bis 24) und das Einschleifen des jeweils nach dem Gangwechsel momentenübertragenden Kupplungsteils der Doppelkupplung bei der ZHS und der SRS bzw. das Öffnen des jeweils treibenden Kupplungsteils der Doppelkupplung bei der ZRS und der SHS, nicht in Form eines Schaltens, sondern in Form einer Gangablösung durch die Übernahme des Momentenflusses vom jeweils parallelen Strang bewirkt wird.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Parallelstranggetriebes gemäß Anspruch 6, nach welchem die schaltbaren Freiläufe (17 bis 24) im jeweils nicht momentenführenden Parallelstrang zur Rekuperation voreingestellt werden, wobei während des Betriebes in allen, mit Ausnahme der höchsten Gangstufe der Freilauf der nächsthöheren Gangstufe im jeweiligen Parallelstrang und beim Betrieb in der höchsten Gangstufe der Freilauf der nächstniedrigeren Gangstufe im jeweiligen Parallelstrang in Schubsperrung voreingestellt wird und, im Falle einer definierten Abbremsung des Fahrzeugs, die Bewegungsenergie unmittelbar über diesen Parallelstrang sowie die zugeordnete E-Maschine rekuperiert wird, ohne dass hierbei der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs mitgeschleppt werden muss.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2880089B1 (fr) * 2004-12-29 2008-07-04 Renault Sas Boite de vitesses a couple continu entre premiere et marche arriere
FR2880090B1 (fr) * 2004-12-29 2008-06-27 Renault Sas Boite de vitesses compacte a deux embrayages
US7743677B2 (en) * 2006-08-23 2010-06-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Powertrain with torque converter and axially compact seven speed dual clutch transmission
ITTO20090750A1 (it) * 2009-10-02 2011-04-03 Oerlikon Graziano Spa Trasmissione a due marce per veicoli elettrici
KR101334508B1 (ko) * 2012-10-31 2013-11-29 현대 파워텍 주식회사 더블 클러치 변속기 구조
DE102014103759A1 (de) 2014-03-19 2015-09-24 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Doppelkupplungsgetriebe und Verfahren zum Anfahren mittels eines Doppelkupplungsgetriebes
DE102016210584B4 (de) * 2016-06-15 2018-04-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kraftfahrzeuggetriebe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721214A1 (de) * 1987-06-26 1989-01-12 Bayerische Motoren Werke Ag Stirnraederwechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen
EP0321873A2 (de) * 1987-12-19 1989-06-28 GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie Doppelkupplungsgetriebe und Verfahren zu seiner Einstellung
WO1999028644A1 (en) * 1997-11-26 1999-06-10 John Hugh Kerr Spiral-type coupling
DE10063848A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Bayerische Motoren Werke Ag Stufenschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721214A1 (de) * 1987-06-26 1989-01-12 Bayerische Motoren Werke Ag Stirnraederwechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen
EP0321873A2 (de) * 1987-12-19 1989-06-28 GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie Doppelkupplungsgetriebe und Verfahren zu seiner Einstellung
WO1999028644A1 (en) * 1997-11-26 1999-06-10 John Hugh Kerr Spiral-type coupling
DE10063848A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Bayerische Motoren Werke Ag Stufenschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug

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