JP7105541B2 - A transmission with a clutch and seamlessly shiftable shift unit that shifts between transmission input shafts - Google Patents
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Description
本発明は、自動車、例えば乗用自動車、貨物自動車、バス又は農耕車用のトランスミッションであって、例えば2つの入力軸と、回転部分と、回転部分に永続的に相対回動不能に結合されている、途切れなしにシフト可能なシフトユニット(unterbrechungsfrei schaltbare Schalteinheit)とを備えるトランスミッションに関する。このようなトランスミッションは、特にデュアルクラッチ式トランスミッション(Doppelkupplungsgetriebe)として実現可能である。本発明は、このようなトランスミッションを備えるパワートレーンにも関する。 The present invention is a transmission for a motor vehicle, for example a passenger car, a lorry, a bus or an agricultural vehicle, for example two input shafts, a rotating part and a permanently non-rotatably connected rotating part. , a transmission with a seamlessly shiftable shift unit. Such a transmission can be realized in particular as a dual-clutch transmission. The invention also relates to a powertrain equipped with such a transmission.
途切れなしにシフト可能なシフトユニット(別名、「シームレスシフトユニット(Seamless Shift-Unit)」/又は「ゼロシフトユニット(Zero Shift-Unit」ともいう)を備えるトランスミッションは、従来技術において既によく知られている。例えば国際公開第2004/099654号は、2つの回転可能な軸と、駆動力を一方の軸から他方の軸へと伝達する手段とを備える駆動系を開示している。セレクト組み立て体(Auswahlzusammenbau)は、1つのシフトユニットを形成しており、トランスミッションのシフト動作時、2つの異なるギヤ段の間で途切れなしにシフトするために用いられる。これをもって、特別なシフト要素を用いたギヤ段の途切れなしのシフトが従来技術に開示されており、この場合、入れられたギヤ段は自動的に外される。 Transmissions with seamlessly shiftable shift units (also known as "Seamless Shift-Units"/or "Zero Shift-Units") are already well known in the prior art. For example, WO 2004/099654 discloses a drivetrain comprising two rotatable shafts and means for transmitting drive power from one shaft to the other.Select assembly (Auswahlzusammenbau). ) forms a shift unit and is used to shift seamlessly between two different gears during the shifting operation of the transmission, whereby the gears can be switched using special shift elements. The prior art discloses seamless shifting, in which the engaged gear is automatically disengaged.
他の従来技術は、国際公開第2005/024261号、国際公開第2006/095140号、欧州特許第1642052号明細書、欧州特許出願公開第2302258号明細書、欧州特許第2463555号明細書、独国特許発明第102010002302号明細書、米国特許出願公開第2013/0228027号明細書、米国特許第4096932号明細書及び米国特許第3780840号明細書において公知である。
Other prior art are WO 2005/024261, WO 2006/095140,
従来技術において、公知のトランスミッションは、旧来のハンドシフトトランスミッション(Handschalter-Getriebe:マニュアルトランスミッション)又はASGトランスミッション(Automatisches Schaltgetriebe:オートメーテッドマニュアルトランスミッション)に類して構成されている。トランスミッション入力部には、大抵、1つのクラッチが設けられており、その下流において、入力軸と出力軸との間に、大抵、複数のシフト要素が配置されている。これらのシフト要素は、ギヤチェンジの際にギヤ段の即時切り換えを可能にする特別な構成を有している。しかし、この場合、各ギヤ段のシフト要素を互いに独立して動かすことができなければならないことは、不都合であることが判っている。加えて、様々なシフト動作を実現することができるようにするために、比較的多数のシフト要素がシフトユニット毎に必要とされる。さらに同時に、トランスミッション軸の瞬間的な回転方向切換(Umbeschleunigen)時のできる限り穏やかな、すなわちショックのない切り換えが保証されることが望ましい。 In the prior art, the known transmissions are constructed like the classic handshift transmissions (Handschalter-Getriebe: manual transmissions) or ASG transmissions (Automatisches Schaltgetriebe: automated manual transmissions). The transmission input is usually provided with a clutch, downstream of which usually a plurality of shift elements are arranged between the input shaft and the output shaft. These shift elements have a special construction which allows immediate gear changes during a gear change. However, in this case it has proven to be disadvantageous that the shift elements of each gear must be able to be moved independently of each other. In addition, a relatively large number of shift elements are required per shift unit in order to be able to implement various shift operations. Furthermore, at the same time, it is desirable to ensure the most gentle, ie shock-free, changeover in the event of a momentary direction change of the transmission shaft.
したがって、本発明の課題は、従来技術から知られる欠点を解消し、かつ構造がさらに単純化されているトランスミッションを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore the object of the present invention to provide a transmission which overcomes the drawbacks known from the prior art and whose construction is further simplified.
上記課題は、本発明において、2つのトランスミッション軸がシフトユニットと作用結合/協働し、シフトユニットの第1の位置では第1のトランスミッション軸が、そしてシフトユニットの第2の位置では第2のトランスミッション軸が、回転部分に相対回動不能に連結されるようになっており、トランスミッション軸が、それぞれ、トランスミッション入力軸として形成されており、回転部分が、トランスミッションのクラッチの構成部分であることによって解決される。 In the present invention, two transmission shafts are operatively connected/cooperated with the shift unit, the first transmission shaft in the first position of the shift unit and the second shaft in the second position of the shift unit. The transmission shafts are adapted to be non-rotatably connected to the rotating parts, the transmission shafts each being formed as a transmission input shaft and the rotating parts being a component part of the clutch of the transmission. resolved.
これにより、トランスミッションは、好適にシームレスの思想/途切れなしのシフトの思想と結び付けられる。その際、途切れなしのシフトの利点は、引き続き維持されていて、1つのクラッチのみによる動力の途切れなしの即時のシフトが生じる。既存のトランスミッション自体は、大部分、変更せずに維持することができ、これにより、公知のトランスミッションを適合させる設計の手間がさらに低減される。よって、それぞれのシフトユニットの構成を変更する構造的な手間も低減される。他方、トランスミッションに直接含まれるシフトユニットは簡単化することができる。加えて、トランスミッションは、既知のシフト系、例えば「アクティブインターロック(Active Interlock)」式の操作原理や、別の伝統的な操作原理との両立性を維持し、トランスミッションのアクチュエータ系に課される要求も少なくなる。シフトユニットをトルクフローで見てクラッチとトランスミッション入力軸との間に配置したことで、シフトユニットは、センサにとって良好にアクセス可能な場所に存在するので、そこで良好に情報を収集することができる。加えて、この場合、対応するセンサは1回しか必要とされないこともある。さらに、トランスミッション内でシフト要素の位置を調節するために必要なダイナミクス及びシフト力が極めて僅かであり、このことは、公知のトランスミッションにおけるアクチュエータ系よりも安価なアクチュエータ系を実現する。シフト動作時に回転方向を切り換えるべき軸の回転慣性も、これまでに知られているゼロシフト機構に比べてさらに低減される。 Thereby, the transmission is preferably combined with the concept of seamless/uninterrupted shifting. In doing so, the benefits of seamless shifting are still maintained, providing immediate, seamless shifting of power with only one clutch. The existing transmission itself can be kept largely unchanged, which further reduces the design effort for adapting known transmissions. Therefore, the structural trouble of changing the configuration of each shift unit is also reduced. On the other hand, a shift unit directly included in the transmission can be simplified. In addition, the transmission maintains compatibility with known shift systems, such as the "Active Interlock" type operating principle, or other traditional operating principles, and imposes on the actuator system of the transmission Less demand. By locating the shift unit between the clutch and the transmission input shaft in terms of torque flow, the shift unit is in a location that is well accessible to the sensors so that information can be collected there. Additionally, in this case, the corresponding sensor may only be needed once. Furthermore, the dynamics and shift forces required to adjust the position of the shift element within the transmission are very low, which makes the actuator system cheaper than those in known transmissions. The rotational inertia of the shaft whose direction of rotation is to be switched during the shift operation is also further reduced compared to hitherto known zero shift mechanisms.
別の有利な実施の形態は、従属請求項に係る発明であり、以下に詳細に説明する。 Further advantageous embodiments are the invention according to the dependent claims and are described in detail below.
さらに、第1のトランスミッション軸が、第1の回転結合輪郭を有し、第1の回転結合輪郭が、シフトユニットの、移動可能に支持されるシフト要素が形状結合式に第1の回転結合輪郭と係合可能であるように構成されていると、有利である。回転結合輪郭は、好ましくは、直接的に/直に第1のトランスミッション軸/トランスミッション入力軸に作り込まれているか、又はそこに配置されており、これにより、構造が明らかに単純化される。 Furthermore, the first transmission shaft has a first rotational connection contour, and the first rotational connection contour is positively coupled to the movably supported shift element of the shift unit. Advantageously, it is configured to be engagable with the The rotary coupling profile is preferably built into or arranged directly/directly on the first transmission shaft/transmission input shaft, which clearly simplifies the construction.
この関連で、第2のトランスミッション軸が、第2の回転結合輪郭を有し、第2の回転結合輪郭が、シフトユニットの、移動可能に支持されるシフト要素が形状結合式に第2の回転結合輪郭と係合可能であるように構成されていても、有利である。第2の回転結合輪郭は、好ましくは、直接的に/直に第2のトランスミッション軸/トランスミッション入力軸に作り込まれているか、又はそこに配置されている。これにより、トランスミッションの構造がさらに単純化される。 In this connection, the second transmission shaft has a second rotational connection contour, which is positively coupled to the movably supported shift element of the shift unit. It is also advantageous if it is configured to be engageable with the coupling profile. The second rotary coupling profile is preferably built into or arranged directly/directly on the second transmission shaft/transmission input shaft. This further simplifies the structure of the transmission.
クラッチは、単一クラッチ(Einzelkupplung)の形態で構成されており、さらに好ましくは、形状結合(formschluessig)式に作用する遮断クラッチ/形状結合式の遮断クラッチ、例えば爪クラッチとして、又は摩擦クラッチ/フリクションクラッチとして形成されていても、有利である。この場合、これまで存在していたクラッチをこのトランスミッションに直接使用することができ、製造に要する手間またはコストがさらに低下する。 The clutch is designed in the form of a single clutch, more preferably as a form-acting breaking clutch/form-locking breaking clutch, for example a pawl clutch or as a friction clutch/friction clutch. It is also advantageous if it is designed as a clutch. In this case, hitherto existing clutches can be used directly in this transmission, further reducing the effort or costs involved in manufacturing.
途切れなしにシフト可能なシフトユニットが、環状に形成されており、トランスミッション軸/トランスミッション入力軸の少なくとも一方の半径方向外側を取り巻くようになっていると、トランスミッションは、特にコンパクトに形成される。複数のトランスミッション入力軸は、この関連において、好ましくは互いに異なって形成されている。トランスミッション入力軸は、半径方向で入れ子に配置されており、さらに好ましくは、第1のトランスミッション入力軸は、第2のトランスミッション入力軸の半径方向内側に配置されている。この場合、シフトユニットは、第1のトランスミッション入力軸の、第2のトランスミッション入力軸から突出した端部領域の半径方向外側に配置される。 The transmission is particularly compact if the continuously shiftable shifting unit is of annular design and surrounds at least one of the transmission shaft/transmission input shaft radially outwardly. A plurality of transmission input shafts are preferably configured differently from one another in this connection. The transmission input shafts are radially nested, and more preferably the first transmission input shaft is radially inward of the second transmission input shaft. In this case, the shift unit is arranged radially outside the end region of the first transmission input shaft that protrudes from the second transmission input shaft.
途切れなしにシフト可能なシフトユニットが、ゼロシフト型シフト部(Zeroshift-Schaltung)として構成されていると、シフトユニットを、特に好適にクラッチとトランスミッション入力軸との間の領域に組み込むこともできる。 If the seamlessly shiftable shifting unit is configured as a zero-shift shifting, it can also be particularly preferably integrated in the region between the clutch and the transmission input shaft.
さらに、(第1の)トーショナルバイブレーションダンパが、第1のトランスミッション軸に組み込まれており、及び/又は、(第2の)トーショナルバイブレーションダンパが、第2のトランスミッション軸に組み込まれていると、有利である。これにより、運転中に発生するねじり振動が特に効果的に減衰される。 Furthermore, if the (first) torsional vibration damper is integrated on the first transmission shaft and/or the (second) torsional vibration damper is integrated on the second transmission shaft , is advantageous. As a result, torsional vibrations occurring during operation are damped particularly effectively.
さらに、この関連において、上記態様に加えて又は上記態様とは異なり、(第3の)トーショナルバイブレーションダンパが、回転部分に組み込まれており、及び/又は、(第4の)トーショナルバイブレーションダンパが、回転部分固定の構成部材に組み込まれていると、有利である。これにより、振動のピークがさらに大幅に低下する。 Furthermore, in this connection, in addition to or alternatively to the above aspects, a (third) torsional vibration damper is integrated in the rotating part and/or a (fourth) torsional vibration damper is advantageously integrated into the rotating part fixing component. This further significantly reduces the vibration peaks.
さらに本発明は、自動車用のパワートレーンであって、上述の実施の形態の少なくとも1つの実施の形態に係るトランスミッションを備え、クラッチが、少なくとも1つの動力発生装置、例えば電気モータ及び/又は内燃機関と、トランスミッションに配設されたトランスミッション軸との間の結合ユニットとして用いられる、パワートレーンに関する。これにより、パワートレーンも特にコンパクトに構成される。 The invention furthermore provides a powertrain for a motor vehicle, comprising a transmission according to at least one of the embodiments described above, wherein the clutch comprises at least one power generation device, such as an electric motor and/or an internal combustion engine. and a transmission shaft arranged in the transmission. This also makes the powertrain particularly compact.
加えて、(第5の)トーショナルバイブレーションダンパが、トランスミッションのトランスミッション出力軸に組み込まれており、及び/又は、(第6の)トーショナルバイブレーションダンパが、(トルクフローで見て)動力発生装置とクラッチとの間に配置されていると、有利である。これにより、運転中に発生するねじり振動の減衰がさらに強化される。 In addition, a (fifth) torsional vibration damper is incorporated in the transmission output shaft of the transmission and/or a (sixth) torsional vibration damper is incorporated in the power generator (in terms of torque flow) and the clutch. This further enhances the damping of torsional vibrations occurring during operation.
これにより、換言すれば、本発明により特に、トランスミッション、好ましくはデュアルクラッチ式トランスミッションともいう/として構成されるトランスミッションが、シングルクラッチ(Einfachkupplung)と、トランスミッション入力軸間にてシフトを行うゼロシフト型シフト部/途切れなしにシフト可能なシフトユニットとを有して形成される。途切れなしにシフト可能なシフトユニットにより、トルクフローを、第1の部分トランスミッション又は第2の部分トランスミッションに供給することができる。「アクティブインターロック」技術がこれに組み合わされてもよい。 In other words, according to the invention, in particular a transmission, preferably also referred to as/as a dual-clutch transmission, has a single clutch and a zero-shift shifter that shifts between a single clutch and the transmission input shaft. / is formed with a shift unit that can be shifted seamlessly. A torque flow can be supplied to the first partial transmission or to the second partial transmission by means of a seamlessly shiftable shifting unit. "Active interlock" technology may be combined with this.
様々な実施例を示す図面を参照しながら、以下に本発明について詳細に説明する。 The invention is explained in more detail below with reference to the drawings showing various embodiments.
図面は、概略的性質のものであって、専ら本発明の理解の一助として用いられるにすぎない。同じ要素には、同じ符号を付した。 The drawings are schematic in nature and are used solely as an aid in understanding the invention. The same elements are given the same reference numerals.
図1では概略的に、本発明に係るトランスミッション1が特に良好に看取可能である。トランスミッション1は、既に自動車のパワートレーン2に組み込まれている。パワートレーン2は、ハイブリッド型のパワートレーンとして構成されており、内燃機関9と電気モータ10とは、このパワートレーン2の、互いに独立して作動可能な2つの動力発生装置を形成している。
A
トランスミッション1は、原則、一般的なデュアルクラッチ式トランスミッションのように構成され、機能し、かつ第1のトランスミッション軸6及び第2のトランスミッション軸7の形態の2つのトランスミッション入力軸を備えている。トランスミッション1は、1つのトランスミッション出力軸11/第3のトランスミッション軸も備えている。トランスミッション出力軸11/第3のトランスミッション軸は、一般的な形式でディファレンシャル12にさらに接続されている。トランスミッション出力軸11及び第1のトランスミッション軸6または第2のトランスミッション軸7に設けられた歯車対は、それぞれ、一般的な形式で、別々のシフトリング13により接続可能である。シフトリング13は、シフトスリーブともいい、同期化部を形成している。第1の群の歯車は、第1のトランスミッション軸6上に相対回動不能に配置され、第2の群の歯車は、第2のトランスミッション軸7上に相対回動不能に配置されている。
The
図1に示した第1の実施例において、シフトユニット5は、図1に破線で示したトランスミッション1のトランスミッションハウジング14外に配置されているが、それでもトランスミッション1の構成部分である。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the
クラッチ8(以下、第1のクラッチ8ともいう)は、電気モータ10とトランスミッション軸6,7との間の連結解除可能/開放可能な結合要素として用いられる。この第1のクラッチ8も、トランスミッションハウジング14外に配置されているが、トランスミッション1に付属するものである。そのため、トランスミッション1は、別名トランスミッションクラッチアッセンブリ(Getriebe-Kupplungsanordnung)ともいう。第1のクラッチ8は、シングルクラッチ(Einfachkupplung)及び摩擦クラッチとして構成されている。第1のクラッチ8の第1の回転部分3は、相対回動不能にシフトユニット5に結合されている。第1の回転部分3は、クラッチディスクとして形成されている。電気モータ10のロータは、第1のクラッチ8の(第2の)回転部分4に相対回動不能に結合されている。電気モータ10のステータは、ハウジング固定、例えばトランスミッションハウジング固定又はクラッチハウジング固定に配置されている。第2の回転部分4は、プレッシャプレートとして構成されている。第1のクラッチ8のクラッチ接続位置において、両回転部分3,4は、相対回動不能に互いに結合されており、クラッチ切断位置において、回転部分3,4間でトルク伝達はなされない。第1のクラッチ8は、操作装置30を介してクラッチ接続位置とクラッチ切断位置との間で可動である。
A clutch 8 (hereinafter also referred to as a first clutch 8) serves as a decoupling/releasable coupling element between the
第1のクラッチ8の他に、図示のパワートレーン2には、第2のクラッチ29が装入されている。第2のクラッチ29は、やはり摩擦クラッチとして形成されている。第2のクラッチ29は、トルクフローで見て内燃機関9と第1のクラッチ8との間に配置されている。第2のクラッチ29も、2つの回転部分を有する。第2のクラッチ29も、一般的な形式で操作装置によりクラッチ接続位置とクラッチ切断位置との間で往復可動である。これにより、内燃機関9を電気モータ10とは独立してトランスミッション1に接続したり、反対に電気モータ10を内燃機関9とは独立してトランスミッション1に接続したりと、柔軟な接続が可能である。
In addition to the
本発明によると、シフトユニット5は、トルクフローで見て第1のクラッチ8、すなわち第1の回転部分3と、両トランスミッション軸6,7との間に配置されている。シフトユニット5の位置に応じて、シフトユニット5は、第1の回転部分3を第1のトランスミッション軸6に接続したり、第2のトランスミッション軸7に接続したりする。シフトユニット5自体は、いわゆるゼロシフト型シフト部(Zeroshift-Schaltung)の形態の/ゼロシフト機構(Zeroshift-Mechanismus)による、途切れなしにシフト可能なシフトユニット5として構成されている。このようなゼロシフト型シフト部は、既に国際公開第2004/099654号において公知であり、「Waehlzusammenbau(セレクト組み立て体)」/「selector assembly(セレクタアッセンブリ)」と称呼されている。このセレクト組み立て体の機能及び構造は、本発明に係るトランスミッション1のシフトユニット5に取り込まれている。
According to the invention, the
シフトユニット5の詳細は、図2との関連でも看取可能である。図2は、シフトユニット5の一部周領域を展開して、すなわち切り開いて一平面上に広げて示したものであり、シフトユニット5は、慣用の形態では環状である。
Details of the
シフトユニット5には、複数のシフト要素16,17が組み込まれている。シフト要素16,17は、シフトユニット5の軸方向で移動可能に支持されている。第1のシフト要素16は、図2に看取可能であり、周方向で隣接配置される2つの支持部材21間に、(シフトユニット5の)軸方向で移動可能に装入されている。第2のシフト要素17も、周方向で隣接する2つの支持部材21間に装入されており、軸方向で移動可能である。
シフトユニット5は、軸方向で、トランスミッション軸6,7に形成される2つの回転結合輪郭15,18間に配置されている。第1の回転結合輪郭15は、周方向で間隔をおいて配置される複数の鳩尾形/爪形の第1の突起22aを有している。第1の回転結合輪郭15は、堅固に第1のトランスミッション軸6に固定されている。第1の回転結合輪郭15の各第1の突起22aは、シフトユニット5の第1及び第2のシフト要素16,17と、以下に詳細に説明するように協働する。
The
シフトユニット5の、第1の回転結合輪郭15とは反対側の軸方向の側に、第2の回転結合輪郭18が配置されている。第2の回転結合輪郭18は、第2のトランスミッション軸7の構成部分である/第2のトランスミッション軸7に固定されている。第2の回転結合輪郭18も、複数の鳩尾形/爪形の(第2の)突起22bを有している。第2の突起22bも、周方向で分配配置されている。以下に詳細に説明するように、図2に看取可能な第1及び第2のシフト要素16,17のペアと、第2の回転結合輪郭18の側では、第1の回転結合輪郭15のように1つの突起22aのみが協働するのではなく、2つの突起22bが協働する。
A second
シフト要素16,17及びそれぞれの回転結合輪郭15又は18は、互いに1つの爪クラッチ、すなわち形状結合式のクラッチを形成する。
The
第1のシフト要素16は、図3に看取可能であるように、第1の切欠き23を有している。第1の切欠き23は、第1の回転結合輪郭15の第1の突起22aと協働する。相対回動不能な結合が、第1の回転部分3と第1のトランスミッション軸6との間で形成されるべきであれば、シフト要素16及び17は、シフトユニット5の、図4に示した第1の位置へと移動すべきである。このために、まずは、第1のシフト要素16が、軸方向で第1の回転結合輪郭15に向かって、第1の突起22aと周方向で重なるまで移動される。シフトユニット5のこの第1の中間位置において、第1のシフト要素16は、第1の回転方向24での第1のトランスミッション軸6に対する(第1の)回転部分3/シフトユニット5の相対回動時、既に形状結合式に第1のトランスミッション軸6に結合されている。続いて、図4に示すように、第2のシフト要素17も、対応して軸方向で第1の回転結合輪郭15に向かって移動されるので、第2のシフト要素17も、周方向で見て第1のシフト要素16とは反対側で第1の突起22aと重なる/第1の突起22aの背後に回り込むように形状結合式に係合する。したがって、第2のシフト要素17は、第1の位置において、特に第1の回転方向24とは反対の第2の回転方向27でシフトユニット5を形状結合式に結合するために用いられる。第2のシフト要素17も、第1の切欠き23を有している。両シフト要素16及び17の両切欠き23は、周方向で見て互いに対向している。
The
両シフト要素16及び17は、それぞれ、第1の切欠き23とは反対側の端部領域に第2の切欠き25を有している。これらの第2の切欠き25は、周方向で互いに背離しており、図6に示したシフトユニット5の第2の位置で良好に看取可能であるように、第2の回転結合輪郭18の第2の突起22bを形状結合式に受け入れるために用いられる。
Both
それぞれの切欠き23及び25に周方向で背離して、各シフト要素16及び17は、操作斜面26を有している。操作斜面26は、操作ランプともいう。操作斜面26は、特に第1の位置から第2の位置へ切り換えるために用いられる。
Circumferentially spaced from the
図5と関連して、シフトユニット5を第1の位置から第2の位置へ切り換えるシフト動作が如何に実施されるかが、特に良好に看取可能である。このために、第2のシフト要素17が、まずは、第2の切欠き25でもって(周方向で見て)第2の回転結合輪郭18の第2の突起22bと形状結合式に係合するまで、軸方向に移動される。このことは、第2の中間位置で、図5に示すように実施される。第2のトランスミッション軸7が、この状態で第1のトランスミッション軸6よりも速く第1の回転方向24で回転すると、シフトユニット5も、この第1の回転方向24で加速されるので、同時に、第1のトランスミッション軸6に対するシフトユニット5の、第1の回転方向とは逆向きの第2の回転方向27での相対回動が生じる。これにより、第1のシフト要素16は、その操作斜面26でもって周方向で、複数ある第1の突起22aの1つに沿って移動し、その際、軸方向で第1の回転結合輪郭15から離間するように押され、もはや第1の突起22aと形状結合式に係合せず、最終的に第2の回転結合輪郭18の第2の突起22bと形状結合式に係合するに至る。図6に示したこの第2の位置で、両シフト要素16,17は、最終的に、それぞれ形状結合式に第2の突起22bに結合される。
In connection with FIG. 5, it can be seen particularly well how the shifting operation of switching the shifting
実際の使用では多重にペアをなすように周囲に沿って構成されている別々のシフト要素16,17の操作/切り換えは、好ましくは共同で1つのアクチュエータ28a,28bによって行われる。第1のアクチュエータ28aは、第1のシフト要素16または一群の第1のシフト要素16と協働し、第2のアクチュエータ28bは、第2のシフト要素17または一群の第2のシフト要素17と協働する。これにより、それぞれのアクチュエータ28aまたは28bの状態に応じて、シフトユニット5の位置は、変更されたり、維持されたりする。アクチュエータ28a及び28bは、それぞれのシフト要素16及び17を再び第1または第2の位置から、図2に示したニュートラル位置へ戻すためにも用いられる。
The actuation/switching of the
再び、図1から看取可能であるように、第1のトランスミッション軸6は、第2のトランスミッション軸7に対して同軸に配置されている。第1のトランスミッション軸6は、第2のトランスミッション軸7の半径方向内側に、第2のトランスミッション軸7に対して相対回動可能に支持されている。第1のトランスミッション軸6は、中実軸又は中空軸として、第2のトランスミッション軸7は、中空軸として形成されている。第1のトランスミッション軸6は、第2のトランスミッション軸7を完全に貫き、その(第1の)回転結合輪郭15を、軸方向で第2のトランスミッション軸7から突出した端部領域に有している。第2のトランスミッション軸7の(第2の)回転結合輪郭18は、第2のトランスミッション軸7の、トランスミッションハウジング14から突出した端部に配置されている。
Again, as can be seen from FIG. 1, the
図7との関連で、可能な別の一実施例を原理的に示す。本実施例において、パワートレーン2は、第1の実施例とは異なり、内燃機関9しか有しない純粋に機械的に駆動されるパワートレーン2として構成されている。これにより、本第2の実施例では、第1の実施例と比較して、電気モータ10が省略されている。電気モータ10を省略したことで、第2のクラッチ29は、省略され、第1のクラッチ8の第2の回転部分4は、もはや電気モータ10のロータに付加的に結合されていない。
In connection with FIG. 7, another possible embodiment is shown in principle. In contrast to the first exemplary embodiment, the
図8との関連で、原則、複数のトーショナルバイブレーションダンパがトランスミッション1またはパワートレーン2に装入されてもよいことが看取可能である。図8に示した第3の実施例では、計6つのトーショナルバイブレーションダンパ19a-fが装入されている。これらのトーショナルバイブレーションダンパ19a-fは、別の実施例では、互いに無関係にかつ個別にトランスミッション1またはパワートレーン2に装入されていてもよい。
In connection with FIG. 8, it can be seen that in principle a plurality of torsional vibration dampers may be installed in the
第1のトーショナルバイブレーションダンパ19aは、第1のトランスミッション軸6に、すなわち第1の回転結合輪郭15に隣接して組み込まれている。第2のトーショナルバイブレーションダンパ19bは、第2のトランスミッション軸7に、すなわち第2の回転結合輪郭18に隣接して組み込まれている。第3のトーショナルバイブレーションダンパ19cは、クラッチディスクの形態の第1の回転部分3に組み込まれている。第4のトーショナルバイブレーションダンパ19dは、回転部分固定の構成部材、すなわち、相対回動不能に回転部分3に結合されている構成部材に組み込まれている。この回転部分固定の構成部材は、結合軸20として構成されている。結合軸20は、最初の2つの実施例でも同様、クラッチディスク/第1の回転部分3をシフトユニット5に相対回動不能に結合するために用いられる。さらに、第5のトーショナルバイブレーションダンパ19eは、トランスミッション出力軸11に組み込まれている。第6のトーショナルバイブレーションダンパ19fは、トルクフローで見て内燃機関9と第2の回転部分4との間に装入されている。
A first
換言すれば、図1は、本発明に係るパワートレーン2の可能な一形態を示している。パワートレーン2は、K0(第2のクラッチ29)とK1(第1のクラッチ8)とを備えるP2ハイブリッド(P2 Hybrid)として構成されており、K1(8)とトランスミッション1との間に、本発明に係るシフトユニット5が存在している。このシフトユニット5により、トルクをクラッチ8からトランスミッション入力軸6,7(GEW1及びGEW2)に伝達することができる。トランスミッション1は、簡略化して示してあり、ここでは、それぞれ4つのギヤ段を有する2つの部分トランスミッションを含む。後退用のギヤ段は、簡明性のため、図示していない。
In other words, FIG. 1 shows one possible configuration of the
その際、シフトユニット5は、2つの群のシフト要素16,17と、2つのセットの爪15,18とからなり、爪15,18は、それぞれ一方のトランスミッション入力軸6,7と相対回動不能に結合されている(この結合は、ダンパ19a-fが使用されていても、相対回動不能という)。シフト要素16,17は、(図示のように)独立したアクチュエータ28a,28bを介して作動されるか、又はばね構造を有する1つの共通のアクチュエータを介して作動される。アクチュエータ28a,28bは、例えば機械式のアクチュエータ(例えばスピンドルドライブ)、液圧式のアクチュエータ又は磁気式のアクチュエータとして構成されていてもよい。
The
図2は、シフトユニット5の詳細を示している。これは、ニュートラル位置にあるときのシフトユニットの周囲の一部を展開して示したものであり、すなわち、このときトルクは伝達されない。上側の部分は、回転に関して第1のトランスミッション入力軸6に結合されており、下側の部分は、回転に関して第2のトランスミッション入力軸7に結合されている。シフト要素16,17を含む中間の部分は、回転に関してK1(8)の出力軸20に結合されている。さらに、トランスミッション入力軸6,7に、(好ましくはアンダカットを有する)爪15,18が配置されており、爪15,18は、それぞれシフト要素16,17間に嵌合する。
FIG. 2 shows details of the
シフト要素16,17は、(単数のアクチュエータ又は複数のアクチュエータ28a,28bにより)GEW1(6)又はGEW2(7)に向かって移動でき、そこで、それぞれのトランスミッション入力軸6,7とクラッチ出力軸20との間の回転数差の方向に応じて、爪15,18とかみ合うか、又は爪15,18により再び中間位置/ニュートラル位置に押し戻されるように構成されている。好ましくは、シフト要素16,17は、少なくとも3つずつ、等間隔に周方向で分配されて存在している。シフト要素16,17間には、任意選択的にガイド要素(支持部材21)が存在し、ガイド要素は、シフト要素16,17を所定の位置に保ち、トルクの伝達を助ける。
The
図3は、クラッチ軸20をトランスミッション入力軸6に結合する様子を示している。その際、第1のトランスミッション軸6に割り当てられた第1の部分トランスミッション内では、既に1つのギヤ段が入れられていることが望ましい。その際、クラッチ出力軸20、ひいてはシフト要素16,17及びガイド21が、トランスミッション入力軸6に対して相対的に右方に移動するので、この方向の支持のために、まずは、第1のシフト要素16が入れられなければならない。クラッチ軸20をGEW1(6)に完全に結合するために、第2のシフト要素17も上方に移動されなければならない。この様子は、図4に示してある。
FIG. 3 shows how the
図5は、別のトランスミッション入力軸7への切り換え動作を示している。第2のトランスミッション軸7に割り当てられた第2の部分トランスミッション内で、既に1つのギヤ段が入れられているものと仮定する。その際、変換は、図面上で下側の爪クラッチ18がシフト要素16,17及び上側の爪クラッチ15に対して相対的に左方に動くようになされる。つまり、第2のシフト要素17は、下方に移動され、そこで爪(突起22b)とかみ合う。これにより、今やGEW1(6)は、残りの部分に対して相対的に右方に動く。第1のシフト要素16は、次の爪(突起22a)により斜面26においてエジェクトされる。つまり、切り換えは瞬間的に起こる。
FIG. 5 shows the switching operation to another
そして図6において、第1のシフト要素16は、同様に下向きに切り換えられ、GEW2(7)は、堅固にクラッチ出力部に結合される。
And in FIG. 6, the
図7は、電動機能を有しないパワートレーン2を示している。思想は、トランスミッション入力軸6,7間での駆動トルクの瞬間的な切り換えに関するものである。アドオン(Add-On)、例えば電気機械その他の付加ユニットの追加が可能である。同じくギヤ段の数及びトランスミッション1の正確な構造形態は重要でない。ここで提案するアーキテクチャにより、切り換えが常に同じ(単一の)シームレスシフト型シフト要素16,17において行われるので、公知のゼロシフトトランスミッションに対して、手間またはコストを軽減することができる。ばね/ダンパユニット19a-fの有利な位置は、図8に示してある。ばね/ダンパユニット19a-fの位置は、任意に互いに組み合わせ可能である。
FIG. 7 shows a
1 トランスミッション
2 パワートレーン
3 第1の回転部分
4 第2の回転部分
5 シフトユニット
6 第1のトランスミッション軸
7 第2のトランスミッション軸
8 クラッチ/第1のクラッチ
9 内燃機関
10 電気モータ
11 トランスミッション出力軸
12 ディファレンシャル
13 シフトリング
14 トランスミッションハウジング
15 第1の回転結合輪郭
16 第1のシフト要素
17 第2のシフト要素
18 第2の回転結合輪郭
19a 第1のトーショナルバイブレーションダンパ
19b 第2のトーショナルバイブレーションダンパ
19c 第3のトーショナルバイブレーションダンパ
19d 第4のトーショナルバイブレーションダンパ
19e 第5のトーショナルバイブレーションダンパ
19f 第6のトーショナルバイブレーションダンパ
20 結合軸
21 支持部材
22a 第1の突起
22b 第2の突起
23 第1の切欠き
24 第1の回転方向
25 第2の切欠き
26 操作斜面
27 第2の回転方向
28 アクチュエータ
28a 第1のアクチュエータ
28b 第2のアクチュエータ
29 第2のクラッチ
30 操作装置
1
Claims (8)
回転部分(3)と、
前記回転部分(3)に永続的に相対回動不能に結合されている、途切れなしにシフト可能なシフトユニット(5)と、
2つのトランスミッション軸(6,7)と、
を備えるトランスミッション(1)において、
2つの前記トランスミッション軸(6,7)は、前記シフトユニット(5)の第1の位置では第1のトランスミッション軸(6)が、そして前記シフトユニット(5)の第2の位置では第2のトランスミッション軸(7)が、前記回転部分(3)に相対回動不能に連結されるように、前記シフトユニット(5)に結合されており、前記トランスミッション軸(6,7)は、それぞれ、トランスミッション入力軸として形成されており、前記回転部分(3)は、前記トランスミッション(1)のクラッチ(8)の構成部分であり、
前記シフトユニット(5)は、周方向で隣接する支持部材(21)間にそれぞれ装入され、軸方向で移動可能に支持されている第1及び第2のシフト要素(16,17)を有し、
前記第1のトランスミッション軸(6)は、第1の回転結合輪郭(15)を有し、前記第1の回転結合輪郭(15)は、前記第1及び第2のシフト要素(16,17)が形状結合式に前記第1の回転結合輪郭(15)と係合可能であるように構成されており、
前記第2のトランスミッション軸(7)は、第2の回転結合輪郭(18)を有し、前記第2の回転結合輪郭(18)は、前記第1及び第2のシフト要素(16,17)が形状結合式に前記第2の回転結合輪郭(18)と係合可能であるように構成されており、
前記第1のシフト要素(16)は、第1の回転方向(24)で前記第1及び第2の回転結合輪郭(15,18)の一方と形状結合式に結合するために用いられ、前記第2のシフト要素(17)は、前記第1の回転方向(24)とは反対の第2の回転方向(27)で前記第1及び第2の回転結合輪郭(15,18)の一方と形状結合式に結合するために用いられ 、
前記第1のトランスミッション軸(6)には第1の群の歯車が相対回動不能に配置され、前記第2のトランスミッション軸(7)には第2の群の歯車が相対回動不能に配置され ることを特徴とする、トランスミッション(1)。 A transmission (1) for a motor vehicle, comprising:
a rotating portion (3);
a seamlessly shiftable shifting unit (5) permanently and non-rotatably connected to said rotating part (3);
two transmission shafts (6,7);
In a transmission (1) comprising
The two transmission shafts (6,7) are arranged such that in the first position of the shift unit (5) the first transmission shaft (6) and in the second position of the shift unit (5) the second A transmission shaft (7) is coupled to the shift unit (5) so as to be non-rotatably connected to the rotating part (3), the transmission shafts (6, 7) each having a transmission formed as an input shaft, said rotating part (3) being an integral part of a clutch (8) of said transmission (1),
Said shift unit (5) comprises first and second shift elements (16, 17) respectively inserted between circumferentially adjacent support members (21) and supported axially movably. death,
Said first transmission shaft (6) has a first rotational coupling profile (15), said first rotational coupling profile (15) being associated with said first and second shift elements (16, 17). is configured to be engageable with said first rotational coupling profile (15) in a form-fitting manner,
Said second transmission shaft (7) has a second rotational coupling profile (18), said second rotational coupling profile (18) being associated with said first and second shift elements (16, 17). is configured to be form-fittingly engageable with said second rotational coupling profile (18),
Said first shift element (16) is used for form-locking coupling with one of said first and second rotary coupling profiles (15, 18) in a first direction of rotation (24), said A second shift element (17) engages one of said first and second rotational coupling profiles (15, 18) in a second rotational direction (27) opposite said first rotational direction (24). used to join shape coupling formulas ,
A first group of gears is non-rotatably arranged on the first transmission shaft (6) and a second group of gears is non-rotatably arranged on the second transmission shaft (7). been A transmission (1), characterized in that:
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