EP2445740A1 - Antriebsstrang eines fahrzeuges - Google Patents

Antriebsstrang eines fahrzeuges

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EP2445740A1
EP2445740A1 EP10737243A EP10737243A EP2445740A1 EP 2445740 A1 EP2445740 A1 EP 2445740A1 EP 10737243 A EP10737243 A EP 10737243A EP 10737243 A EP10737243 A EP 10737243A EP 2445740 A1 EP2445740 A1 EP 2445740A1
Authority
EP
European Patent Office
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transmission
drive unit
clutch
internal combustion
input shaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10737243A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oswald Friedmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2445740A1 publication Critical patent/EP2445740A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a drive train of a vehicle and a method for operating this drive train, and more particularly to a transmission engine assembly.
  • the internal combustion engine could be designed for a constant load or for a relatively narrow power range, so that a corresponding optimization would be possible. In known drive arrangements for vehicles, this is regularly not feasible.
  • DE 3 145 381 A1 discloses a transmission engine arrangement for fuel economy, in which a single internal combustion engine is divided into two or more independent partial combustion engines by the crankshaft is divided into two or more crankshaft parts, which formed switchable depending on the desired torque are.
  • FIG 4 shows a split crankshaft with the crankshaft parts 1 and 2, wherein the crankshaft part 1 to the crankshaft part 2 via the clutch 3 is switchable.
  • this transmission-motor arrangement can therefore be operated with the motor 4 contained in the crankshaft part 2.
  • the torque generated by this engine 4 is transmitted via the main clutch 5 to a transmission input shaft 7 of a transmission 6.
  • this torque is forwarded to the transmission output shaft 8.
  • the engine 9 can be switched on via the clutch 3, wherein the summation torque of the motors 4 and 9 is transmitted via the main clutch 5 to the transmission 6.
  • this transmission-motor arrangement shown in FIG. 3 for saving fuel with the crankshaft divided in the engine and delivering the generated torque via a connection to the transmission has a rather complex structure.
  • In conjunction with a dual-clutch transmission would require three clutches, whereby a cost and the resulting costs and the necessary space over conventional systems is increased.
  • a transmission engine assembly with two independently operable drive units and a dual-clutch transmission with two transmission input shafts and a common transmission output shaft, wherein a first drive unit with a first transmission input shaft via a first clutch and a second drive unit with a second transmission input shaft a second clutch are connectable, and wherein the first transmission input shaft with the transmission output shaft, a first partial transmission and the second transmission input shaft with the transmission output shaft form a second partial transmission, and a torque generated by the first drive unit and a torque generated by the second drive unit independently in the common Transmission output shaft can be introduced and combined there to a total moment.
  • the twin motor with gearbox according to the invention has a significantly better operating point at part load, since the drive machine which is theoretically necessary for the cumulative torque is divided into two independent machines which rotate independently of each other. can generate moments, which are then transmitted via a partial transmission of the dual clutch transmission to the common transmission output.
  • the resulting consumption advantages of this dual motor arrangement with gear can again be taken from the exemplary table in FIG.
  • the first partial transmission of the dual-clutch transmission on the odd gears and the second partial transmission on the even gears is provided.
  • the first drive unit and / or the second drive unit may be internal combustion engines and / or electric motors.
  • a clutch in particular a starting clutch with a dry friction engagement, can be arranged between the internal combustion engine and the partial transmission.
  • both drive units are internal combustion engines
  • the two internal combustion engines can have a common cooling circuit.
  • one of the two drive units is designed as an internal combustion engine, a clutch, in particular a single clutch with dry friction engagement, being arranged between this internal combustion engine and the associated partial transmission, and wherein the other of the two drive units is an electric motor.
  • At least one of the drive units is designed as a group consisting of an internal combustion engine and an electric motor.
  • the internal combustion engine or the internal combustion engines (depending on which of the above embodiments is selected) is designed as a two-cylinder boxer engine or two-cylinder boxer engines or are.
  • the first drive unit and the second drive unit are designed as electric motors which are directly connected to the associated transmission input shafts within the individual partial transmissions.
  • the above transmission-motor arrangement is preferably used in automated manual transmissions or automatic transmissions.
  • the object of the invention can be achieved by a transmission-motor arrangement with two independently operable drive units and a manual transmission, with a transmission input shaft and a transmission output shaft, wherein the first drive unit with the transmission input shaft via a first clutch and a second drive unit with the transmission input shaft via a second clutch are connectable, and wherein a torque generated by the first drive unit and a torque generated by the second drive unit can be introduced independently into the common transmission input shaft and combined there to a total moment are.
  • the transmission is provided with two inputs, which are each connected to a separate motor (combustion and / or electric motor), so that it is also possible in this embodiment to operate both motors alternately or simultaneously , Accordingly, in turn, the above consumption advantage can be realized.
  • two small single clutches can be used for half the moment, so that effort / cost and space compared to the known crankshaft separation can be reduced.
  • the above object is achieved procedural point of view by a method for operating a transmission-motor assembly in which the drive units at part load alternately or only one of the drive units is operated and the drive units are operated together at full load.
  • FIG. 2 shows a transmission / engine arrangement with two two-cylinder Boxer engine with manual transmission
  • Figure 3 is a consumption comparison of various engines
  • Figure 4 is a boxer engine with crankshaft coupling.
  • a first embodiment of the transmission-motor assembly having two independently operable drive units and a dual-clutch transmission i.e., a dual-engine with transmission is shown in FIG.
  • This transmission-motor arrangement comprises a first drive unit 10, which in the present case is designed as a two-cylinder boxer engine 10. Since such a two-cylinder boxer engine is known per se, a detailed description of this example of the drive unit will be omitted.
  • the present transmission-engine assembly also includes a second drive unit 11, which in the present case is again designed as a two-cylinder boxer engine.
  • first drive unit 10 and / or as the second drive unit 11.
  • the boxer engine 10 is connected via the clutch 11 with a transmission input shaft 14 of a partial transmission 13.
  • the drive unit 11 can be connected via the clutch 12 to a transmission input shaft 16 of a second partial transmission 15.
  • both partial transmissions 13, 15 of the powershift transmission via the clutches 11, 12, each with a drive machine 10, 11 connectable.
  • combustion engines and / or electric motors can be provided as drive machines. If internal combustion engines are provided for both of the originally operable drive units, then they can have a common cooling circuit, whereby an operating temperature to be set can be ensured in a simple manner.
  • an electric motor If an electric motor is already present, it can also be used as a starter for both internal combustion engines. If no electric motors are provided, then a starter motor can be arranged on one of the internal combustion engines and used as a starter for both internal combustion engines.
  • clutches 11, 12 are provided as a prime mover or as engines internal combustion engines, so the use of the clutches 11, 12 is necessary, each of which may be formed as a single clutch. If electrical machines are used as drive units, they can also be mounted directly on the transmission input shafts 14, 16 without a clutch.
  • the odd gears 1, 3, 5, 7 are arranged in the partial transmission 13 and the straight gears 2, 4, 6, 8 in the other partial transmission 15, wherein a number of gears is freely adaptable to the particular application.
  • the two first gears 1 and 2 are close to each other in their translation, so that the loss energy can be distributed to both (preferably designed as a single clutch) coupling, especially when heavy starting, when both drive units are in operation.
  • Both partial transmissions 13, 15 and both starting clutches 11, 12 are presently designed in each case for a drive unit (in the present case the two-cylinder Boxer engine), whereas the transmission output (ie the transmission output shaft 17 and the differential 18) is designed for the summation torque of both drive units becomes.
  • the transmission output ie the transmission output shaft 17 and the differential 18
  • more than two transmission inputs or more than two drive units can be used.
  • the drive units 10, 11 are preferably operated alternately at partial load and jointly at full load.
  • the torque generated on the motor remaining in the power flow is increased for a short time in order to avoid or reduce traction-force reduction.
  • the drive unit 10, 11 can also have different powers.
  • a first drive unit 10 and a second drive unit 11 are provided, which in the present case are designed as two-cylinder boxer engines .
  • the drive units 10, 11 can be connected via the clutches (preferably single clutches 11, 12) to a common transmission input shaft 20.
  • clutches preferably single clutches 11, 12
  • a common transmission input shaft 20 Between this common summation torque of the drive units 10, 11 aufummierenden transmission input shaft and a common transmission output shaft 21 more gear ratios are arranged. Via an output gear, the transmission output shaft is connected to a differential 22.
  • the dual-clutch transmission according to FIG. 2 comprises an input shaft 20 common to both drive units and a common output shaft 21, wherein the common transmission input shaft 20 can be connected to two clutches 11, 12. Accordingly, the dual-clutch transmission of Figure 2 has two transmission inputs, although only a common transmission input shaft is provided. All other features as discussed above in connection with Figure 1 are also applicable to the embodiment of Figure 2.
  • both embodiments according to Figures 1 and 2 in common that a prime mover is divided into two separate drive units and this is connected via a transmission with two transmission inputs to a common transmission output to come compared to a prime mover at part load in a better operating point ,
  • This is advantageous in particular when one of the drive units is used during acceleration processes and this drive unit provided for acceleration is dimensioned significantly larger than for a stationary drive operation and when the smaller-sized drive unit is used in the area of low loads.
  • the control of the two motors always takes place so that the total power corresponds to the driver's request. If one engine can already cover the power requirement, the motors are preferably operated alternately. During the shift, (not “must") the total power can be increased to compensate for the clutch losses, thus avoiding the unavoidable power reduction during the shift in the prior art.
  • the driver's desired performance no longer be covered by a motor, one can 's compare the control of the present transmission with the two parallel-connected 4-speed ASG (Automated Manual Transmission). Will the driver z. B. 80% of the power, the two transmission halves of the transmission described above are each operated independently (with traction interruption), each with 40% engine power. Since the switching points are preferably chosen the same for both transmission halves, automatically results in a changing switching sequence.
  • ASG Automatic Manual Transmission

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebe-Motor-Anordnung zur Kraftstoffeinsparung mit Doppelmotor und Getriebe mit zwei Getriebeeingängen.

Description

Antriebsstrang eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges und ein Verfahren zum Betreiben dieses Antriebsstranges und insbesondere eine Getriebe-Motor-Anordung.
Um den Verbrauch eines Verbrennungsmotors zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn der Verbrennungsmotor für eine konstante Last bzw. für einen relativ schmalen Leistungsbereich ausgebildet werden könnte, so dass eine entsprechende Optimierung ermöglicht wäre. Bei bekannten Antriebsanordnungen für Fahrzeuge ist dies aber regelmäßig nicht umsetzbar.
In der DE 3 145 381 A1 wird eine Getriebe-Motor-Anordnung zur Kraftstoffeinsparung offenbart, bei der ein einzelner Verbrennungsmotor auf zwei oder mehrere eigenständige Teilverbrennungsmotoren aufgeteilt wird, indem die Kurbelwelle auf zwei oder mehrere Kurbelwellenteile aufgeteilt wird, welche abhängig vom gewünschten Drehmoment zuschaltbar ausgebildet sind.
Eine solche Getriebe-Motor-Anordnung zur Kraftstoffeinsparung ist auch in Figur 4 angegeben, welche eine geteilte Kurbelwelle mit den Kurbelwellenteilen 1 und 2 zeigt, wobei der Kurbelwellenteil 1 zum Kurbelwellenteil 2 über die Kupplung 3 zuschaltbar ist. In einem ersten, niedrigen Lastbereich kann dieser Getriebe-Motor-Anordnung also mit dem den Kurbelwellenteil 2 enthaltenen Motor 4 betrieben werden. Das von diesem Motor 4 erzeugte Drehmoment wird über die Hauptkupplung 5 an eine Getriebeeingangswelle 7 eines Getriebes 6 übertragen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Übersetzungsstufe wird dieses Drehmoment an die Getriebeausgangswelle 8 weitergeleitet.
Bei erhöhter Leistungsanforderung kann der Motor 9 über die Kupplung 3 zugeschaltet werden, wobei das Summenmoment der Motoren 4 und 9 über die Hauptkupplung 5 an das Getriebe 6 übertragen wird.
Der wesentliche Vorteil einer solchen Aufteilung eines Motors auf zwei oder ggf. mehrere eigenständige Motoren 4, 9 ist, dass diese Motoren 4, 9 bei einem besseren spezifischen Verbrauch betrieben werden können. In der Tabelle gemäß Figur 3 ist ein Verbrauchsvergleich verschiedener Motoren abhängig von jeweils zwei verschiedenen Nennleistungen angegeben. Wie diesen Beispielen entnehmbar steigt ein Verbrauch der einzelnen Verbrennungsmotoren mit deren Leistungsabgabe (Nennleistung) an. Dies bedeutet, dass ein Verbrauchsvorteil bei Verwendung mehrerer kleinerer Verbrennungsmotoren nach dem Konzept gemäß Figur 4 umso stärker ist, als das Fahrzeug übermotorisiert ist. Dieser Effekt tritt bei den heute genutzten Fahrzeugen verstärkt auf, da bei heutigen Durchschnittsfahrzeugen die durchschnittlich abgerufene Leistung um mehr als den Faktor 10 unter der installierten Leistung liegen kann.
Diese in Figur 3 gezeigte Getriebe-Motor-Anordnung zur Kraftstoffeinsparung mit im Motor geteilter Kurbelwelle und Abgabe des erzeugten Drehmomentes über einen Anschluss in das Getriebe weist allerdings einen eher komplexen Aufbau auf. In Verbindung mit einem Doppelkupplungsgetriebe würde man drei Kupplungen benötigen, wodurch ein Aufwand und die dadurch entstehenden Kosten sowie der notwendige Bauraum gegenüber herkömmlichen Systemen erhöht ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebe-Motor-Anordnung zur Kraftstoffeinsparung anzugeben mit der Aufwand, Kosten und Bauraum reduziert werden können gegenüber dem vorstehend beschriebenen bekannten Stand der Technik.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antriebseinheiten und einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen und einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle, wobei eine erste Antriebseinheit mit einer ersten Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und eine zweite Antriebseinheit mit einer zweiten Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung verbindbar sind, und wobei die erste Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle ein erstes Teilgetriebe und die zweite Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle ein zweites Teilgetriebe bilden, und ein von der ersten Antriebseinheit erzeugtes Moment und ein von der zweiten Antriebseinheit erzeugtes Moment unabhängig voneinander in die gemeinsame Getriebeausgangswelle einleitbar und dort zu einem Summenmoment kombinierbar sind.
Der erfindungsgemäße Doppelmotor mit Getriebe beinhaltet bei Teillast einen deutlich besseren Betriebspunkt, da die für das Summenmoment theoretisch notwendige Antriebsmaschine in zwei eigenständige Maschinen aufgeteilt ist, welche unabhängig voneinander Dreh- momente erzeugen können, welche dann jeweils über ein Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes an den gemeinsamen Getriebeausgang übertragbar sind. Die dadurch entstehenden Verbrauchsvorteile dieser Doppelmotoranordnung mit Getriebe können wiederum der exemplarischen Tabelle in Figur 3 entnommen werden.
Vorliegend ist also vorgesehen, ein Lastschaltgetriebe mit zwei Eingängen einzusetzen und jeden der Eingänge mit einer eigenständigen Antriebseinheit (Verbrennungsmotor und/ oder Elektromotor) zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, beide Antriebseinheiten abwechselnd oder gleichzeitig zu betreiben. Dadurch ist es ermöglicht, je nach Last diese Antriebseinheiten in einem besseren spezifischen Verbrauchspunkt zu fahren und damit den Verbrauch um 10% bis 30% zu senken. Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Kurbelwellentrennung spart man jedenfalls eine Kupplung ein und eine Doppelkupplung kann durch zwei kleinere Einfachkupplungen für das halbe Motormoment ersetzt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erste Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes die ungeraden Gänge und das zweite Teilgetriebe die geraden Gänge auf.
Vorzugsweise sind die jeweils kleinsten Übersetzungsstufen in beiden Teilgetrieben in ihrer Übersetzung nahe bei einander, damit in Betriebszuständen, bei denen beide Antriebseinheiten in Betrieb sind, insbesondere bei schweren Anfahrten, die Verlustenergie auf beiden Kupplungen verteilbar ist. Bei der vorliegenden Getriebe-Motor-Anordnung können die erste Antriebseinheit und/oder die zweite Antriebseinheit Verbrennungsmotoren und/oder Elektromotoren sein. Hierbei kann zwischen Verbrennungsmotor und Teilgetriebe eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung mit trockenem Reibeingriff, angeordnet sein. Im Falle, dass beide Antriebseinheiten Verbrennungsmotoren sind, können die beiden Verbrennungsmotoren einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweisen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine der beiden Antriebseinheiten als Verbrennungsmotor ausgebildet, wobei zwischen diesen Verbrennungsmotor und dem zugehörigen Teilgetriebe eine Kupplung, insbesondere eine Einfachkupplung mit trockenem Reibeingriff, angeordnet ist, und wobei die andere der beiden Antriebseinheiten ein Elektromotor ist.
Es ist desweiteren vorteilhaft, wenn zumindest eine der Antriebseinheiten als eine Gruppe aus einem Verbrennungsmotor und einem E-Motor ausgebildet ist. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor bzw. sind die Verbrennungsmotoren (je nachdem welches der vorstehenden Ausführungsvarianten gewählt wird) als Zwei-Zylinder-Boxer-Motor bzw. Zwei-Zylinder-Boxer-Motoren ausgebildet ist bzw. sind.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit als Elektromotoren ausgebildet, welche unmittelbar mit den zugehörigen Getriebeeingangswellen innerhalb der einzelnen Teilgetriebe verbunden sind.
Die vorstehende Getriebe-Motor-Anordnung ist bevorzugt bei automatisierten Schaltgetrieben oder automatischen Getrieben verwendbar.
Bei Handschaltgetrieben kann (alternativ zur vorstehenden Getriebe-Motor-Anordnung) die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst werden durch eine Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antriebseinheiten und einem Handschaltgetriebe, mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle, wobei die erste,Antriebsein- heit mit der Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und eine zweite Antriebseinheit mit der Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung verbindbar sind, und wobei ein von der ersten Antriebseinheit erzeugtes Moment und ein von der zweiten Antriebseinheit erzeugtes Moment unabhängig voneinander in die gemeinsame Getriebeeingangswelle einleitbar und dort zu einem Summenmoment kombinierbar sind.
Auch bei dieser alternativen Getriebe-Motor-Anordnung ist das Getriebe mit zwei Eingängen versehen, welche jeweils mit einem eigenständigen Motor (Verbrennungs- und/oder Elektromotor) verbunden sind, so dass auch in dieser Ausbildung ermöglicht ist, beide Motoren abwechselnd oder gleichzeitig zu betreiben. Entsprechend ist wiederum der vorstehende Verbrauchsvorteil realisierbar. Wiederum können beispielsweise zwei kleine Einfachkupplungen für das halbe Moment verwendet werden, so dass Aufwand/Kosten und Bauraum gegenüber der bekannten Kurbelwellentrennung reduziert werden können.
Die vorstehende Aufgabe wird verfahrenstechnischer Sicht gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Getriebe-Motor-Anordnung, bei dem die Antriebseinheiten bei Teillast wechselseitig bzw. nur eine der Antriebseinheiten betrieben wird und die Antriebseinheiten bei Volllast gemeinsam betrieben werden. Während einer Schaltung zwischen einzelnen Übersetzungs- stufen der Teilgetriebe kann das Moment an der Antriebseinheit, die im Kraftfluss bleibt, kurzfristig erhöht werden, um eine Zugkraftreduzierung zu vermeiden bzw. diese zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert.
In diesen zeigen:
Figur 1 Eine Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei Zwei-Zylinder-Boxer-Motoren mit einem Lastschaltgetriebe (Doppelkupplungsgetriebe),
Figur 2 eine Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei Zwei-Zylinder-Boxer-Motor mit Handschaltgetriebe,
Figur 3 ein Verbrauchsvergleich verschiedener Motoren und
Figur 4 einen Boxer-Motor mit Kurbelwellenkupplung.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antriebseinheiten und einem Doppelkupplungsgetriebe (d.h. mit einem Doppelmotor mit Getriebe) ist in Figur 1 gezeigt.
Diese Getriebe-Motor-Anordnung umfasst eine erste Antriebseinheit 10, die vorliegend als Zwei-Zylinder-Boxer-Motor 10 ausgebildet ist. Da ein derartiger Zwei-Zylinder-Boxer-Motor an sich bekannt ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung dieses Beispiels der Antriebseinheit verzichtet.
Die vorliegende Getriebe-Motor-Anordnung umfasst zudem eine zweite Antriebseinheit 11 , welche vorliegend wiederum als Zwei-Zylinder-Boxer-Motor ausgebildet ist.
Diese bevorzugte Verwendung zweier Zwei-Zylinder-Boxer-Motoren ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr sind auch andere Verbrennungsmotoren bzw. Elektromotoren bzw. Kombinationen aus Verbrennungsmotoren und Elektromotoren als erste Antriebseinheit 10 und/oder als zweite Antriebseinheit 11 verwendbar. Der Boxer-Motor 10 ist über die Kupplung 11 mit einer Getriebeeingangswelle 14 eines Teilgetriebes 13 verbindbar. Die Antriebseinheit 11 ist über die Kupplung 12 mit einer Getriebeeingangswelle 16 eines zweiten Teilgetriebes 15 verbindbar.
Dementsprechend sind beide Teilgetriebe 13, 15 des Lastschaltgetriebes über die Kupplungen 11, 12 mit je einer Antriebsmaschine 10, 11 verbindbar. Als Antriebsmaschinen können jeweils Verbrennungsmotoren und/oder Elektromotoren vorgesehen sein. Sind für beide der ursprünglich betreibbaren Antriebseinheiten Verbrennungsmotoren vorgesehen, so können diese einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweisen, wodurch auf einfache Weise eine einzustellende Betriebstemperatur sichergestellt werden kann.
Ist bereits ein Elektromotor vorhanden, so kann dieser auch als Anlasser für beide Verbrennungsmotoren verwendet werden. Sind keine Elektromotoren vorgesehen, so kann ein Anlassermotor an einem der Verbrennungsmotoren angeordnet und als Anlasser für beide Verbrennungsmotoren verwendet werden.
Ist als Antriebsmaschine bzw. sind als Antriebsmaschinen Verbrennungsmotoren vorgesehen, so ist die Verwendung der Kupplungen 11, 12 notwendig, wobei diese jeweils als Einfachkupplung ausgebildet sein kann. Werden als Antriebseinheiten Elektromaschinen verwandt, so können diese auch ohne Kupplung unmittelbar an die Getriebeeingangswellen 14, 16 angebaut werden.
Vorliegend sind die ungeraden Gänge 1 , 3, 5, 7 im Teilgetriebe 13 und die geraden Gänge 2, 4, 6, 8 in dem anderen Teilgetriebe 15 angeordnet, wobei eine Anzahl der Gänge frei an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar ist.
Vorliegend liegen die beiden ersten Gänge 1 und 2 in ihrer Übersetzung nahe bei einander, damit gerade bei schweren Anfahrten die Verlustenergie auf beide (vorzugsweise als Einfachkupplung ausgebildete) Kupplung verteilt werden kann, wenn beide Antriebseinheiten in Betrieb sind.
Beide Teilgetriebe 13, 15 und beide Anfahrkupplungen 11 , 12 sind vorliegend für jeweils eine Antriebseinheit (also vorliegend den Zwei-Zylinder-Boxer-Motor) ausgelegt, wohingegen der Getriebeausgang (d.h. die Getriebeausgangswelle 17 sowie das Differential 18) für das Summenmoment beider Antriebseinheiten ausgelegt wird. Abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall können auch mehr als zwei Getriebeeingänge bzw. mehr als zwei Antriebseinheiten verwendet werden.
Die Antriebseinheiten 10, 11 werden bei Teillast vorzugsweise wechselseitig und bei Volllast gemeinsam betrieben.
Vorzugsweise wird während der Schaltung das an dem im Kraftfluss bleibenden Motor erzeugte Moment kurzfristig erhöht, um eine Zugkraftreduzierung zu vermeiden bzw. diese zu reduzieren.
Die Antriebseinheit 10, 11 können auch unterschiedliche Leistungen aufweisen.
Gemäß dem weiteren in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Getriebe-Motor- Anordnung, welche gerade für Handschalter bzw. Handschaltgetriebe verwendbar ist, ist wiederum eine erste Antriebseinheit 10 und eine zweite Antriebseinheit 11 vorgesehen, welche vorliegend als Zwei-Zylinder-Boxer-Motoren ausgebildet sind. Die Antriebseinheiten 10, 11 können über die Kupplungen (vorzugsweise Einfachkupplungen 11, 12) mit einer gemeinsamen Getriebeeingangswelle 20 verbunden werden. Zwischen dieser gemeinsamen das Summenmoment der Antriebseinheiten 10, 11 aufsummierenden Getriebeeingangswelle und einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle 21 sind mehrere Gangstufen angeordnet. Über ein Ausgangszahnrad ist die Getriebeausgangswelle mit einem Differential 22 verbunden.
Folglich umfasst das Doppelkupplungsgetriebe nach Figur 2 eine für beide Antriebseinheiten gemeinsame Eingangswelle 20 und eine gemeinsame Ausgangswelle 21 , wobei die gemeinsame Getriebeeingangswelle 20 mit zwei Kupplungen 11, 12 verbindbar ist. Dementsprechend weist auch das Doppelkupplungsgetriebe nach Figur 2 zwei Getriebeeingänge auf, obwohl nur eine gemeinsame Getriebeeingangswelle vorgesehen ist. Sämtliche weiteren Merkmale wie vorstehend in Zusammenhang mit Figur 1 diskutiert, sind auch für das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 anwendbar. Dementsprechend ist beiden Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 gemeinsam, dass eine Antriebsmaschine in zwei eigenständige Antriebseinheiten aufgeteilt ist und diese über ein Getriebe mit zwei Getriebeeingängen mit einem gemeinsamen Getriebeausgang verbunden ist, um im Vergleich zu einer Antriebsmaschine bei Teillast in einen besseren Betriebspunkt zu kommen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine der Antriebseinheiten bei Beschleunigungsvorgängen verwendet wird und diese zum Beschleunigung vorgesehene Antriebseinheit deutlich größer dimensioniert ist als für einen stationären Fahrbetrieb und wenn die kleiner dimensionierte Antriebseinheit im Bereich geringer Lasten verwendet wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Ansteuerung der beiden Motoren immer so, dass die Summenleistung dem Fahrerwunsch entspricht. Kann der eine Motor schon den Leistungsbedarf decken, so werden die Motoren vorzugsweise wechselseitig betrieben. Während der Schaltung kann (nicht: „muss") die Summenleistung erhöht werden, um die Kupplungsverluste auszugleichen. Dadurch wird die beim Stand der Technik unvermeidbare Leistungsreduzierung während der Schaltung vermieden.
Kann der Leistungswunsch des Fahrers durch einen Motor nicht mehr gedeckt werden, kann man die Steuerung der vorliegenden Getriebe mit dem von zwei parallel geschalteten 4-Gang ASG's (Automatisierte Schaltgetriebe) vergleichen. Will der Fahrer z. B. 80% der Leistung, so werden die beiden Getriebehälften der vorstehend beschriebenen Getriebe jeweils eigenständig (mit Zugkraftunterbrechung) mit je 40 % Motorleistung betrieben. Da die Schaltpunkte für beide Getriebehälften vorzugsweise gleich gewählt werden, ergibt sich automatisch eine wechselnde Schaltfolge.
Bezugszeichenl iste
Kurbelwelle
Kurbelwelle
Kupplung
Motor
Hauptkupplung
Getriebe
Getriebeeingangswelle
Getriebeausgangswelle
Motor
Faktor
Antriebseinheit
Kupplung
Teilgetriebe
Getriebeeingangswelle zweites Teilgetriebe
Getriebeeingangswelle
Getriebeausgangswelle
Getriebeeingangswelle
Getriebeausgangswelle
Differential
Anlasser

Claims

Patentansprüche
1. Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antriebseinheiten und einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen und einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle, wobei eine erste Antriebseinheit mit einer ersten Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und eine zweite Antriebseinheit mit einer zweiten Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung verbindbar sind, und wobei die erste Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle ein erstes Teilgetriebe und die zweite Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle ein zweites Teilgetriebe bilden, und ein von der ersten Antriebseinheit erzeugtes Moment und ein von der zweiten Antriebseinheit erzeugtes Moment unabhängig voneinander in die gemeinsame Getriebeausgangswelle einleitbar und dort zu einem Summenmoment kombinierbar sind.
2. Getriebe-Motor-Anordnung nach Anspruch 1 , wobei das erste Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das zweite Teilgetriebe die geraden Gänge umfassen.
3. Getriebe-Motor-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die jeweils kleinsten Übersetzungsstufen in beiden Teilgetrieben in ihrer Übersetzung nahe beieinander liegen, damit in Betriebszuständen bei denen beide Antriebseinheiten in Betrieb sind, insbesondere bei schweren Anfahrten, die Verlustenergie auf beide Kupplungen verteilbar ist.
4. Getriebe-Motor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Antriebseinheit und/oder die zweite Antriebseinheit Verbrennungsmotoren und/oder Elektromotoren sind.
5. Getriebe-Motor-Anordnung nach Anspruch 4, wobei zwischen Verbrennungsmotor und Teilgetriebe eine Kupplung, insbesondere eine Einfachkupplung mit trockenem Reibeingriff, angeordnet ist.
6. Getriebe-Motor-Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei, im Falle dass beide Antriebseinheiten Verbrennungsmotoren sind, die beiden Verbrennungsmotoren einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweisen.
7. Getriebe-Motor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine der Antriebseinheiten als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, und wobei zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Teilgetriebe eine Kupplung, insbesondere eine Einfachkupplung mit trockenem Reibeingriff, angeordnet ist, und wobei die andere der Antriebseinheiten ein Elektromotor ist.
8. Getriebe-Motor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei als zumindest eine der Antriebeinheiten als eine Gruppe aus einem Verbrennungsmotor und einem E-Motor ausgebildet ist.
9. Getriebe-Motor-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Verbrennungsmotor bzw. die Verbrennungsmotoren als Zwei-Zylinder Boxer Motor ausgebildet ist bzw. sind.
10. Getriebe-Motor-Anordnung nach Anspruch 3, wobei die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit Elektromotoren sind, die unmittelbar mit den Getriebeeingangswellen innerhalb der einzelnen Teilgetriebe verbunden sind.
11. Getriebe-Motor-Anordnung mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antriebseinheiten und einem Schaltgetriebe, insbesondere einem Handschaltgetriebe, mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle, wobei eine erste Antriebseinheit mit der Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und eine zweite Antriebseinheit mit der Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung verbindbar sind, und wobei ein von der ersten Antriebseinheit erzeugtes Moment und ein von der zweiten Antriebseinheit erzeugtes Moment unabhängig voneinander in die gemeinsame Getriebeeingangswelle einleitbar und dort zu einem Summenmoment kombinierbar sind.
12. Verfahren zum Betrieb einer Getriebe-Motor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Antriebseinheiten bei Teillast wechselseitig und bei Volllast gemeinsam betrieben werden.
13. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 12, wobei während einer Schaltung zwischen einzelnen Übersetzungsstufen der Teilgetriebe das Moment an der Antriebseinheit, die im Kraftfluss bleibt, kurzzeitig erhöht wird, um eine Zugkraftreduzierung zu vermeiden bzw. zu verringern.
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