WO2008064871A1 - Automatic planetary transmission - Google Patents
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Definitions
- the invention relates according to the one-part claim 1 a planetary gear.
- the object of the invention is to provide a low-cost hybridizable planetary automatic transmission with good efficiency.
- an electric motor can be designed as a generator and Drive machine is operable.
- hybrid vehicle transmissions and purely internal combustion engine driven six-speed automatic planetary gear can be manufactured with a very large component equality.
- a concrete wheel set with three planetary gear sets is specified. With this wheel set, six forward gears, one reverse gear and gear ratios of 6.0 to 8.0 can be achieved without the speed factors - and thus the speeds - on the rotating components of the planetary gear in one of the gears are too high.
- the planetary automatic transmission is hybridizable.
- the stator of the electric motor is fixed to the housing.
- This arrangement allows even in a particularly advantageous manner, a CVT mode of the planetary gear, in which the planetary gear in a certain driving range allows a stepless ratio change, with part of the drive power is either output from an energy storage or cached in the energy storage.
- an energy store may in particular be a battery, a capacitor or a fuel cell.
- the planetary automatic transmission according to the invention in the aisles basically only three switching elements are open, which compared to the four open switching elements according to DE 101 62 880 Al means lower drag losses.
- Such drag losses are particularly negative for carrying when the switching elements are designed with multi-plate clutches.
- conical friction clutches have such drag losses.
- the five switching elements can be arranged in a particularly advantageous manner in front of and behind the three planetary gear sets.
- three switching elements can be arranged in front of the three planetary gear sets, whereas two switching elements are arranged behind the three planetary gear sets. Since thus no switching elements between the planetary gear sets are available, a particularly compact and lightweight construction of the planetary gear is possible. It is also easy in this case to integrate the electric motor for the hybrid drive in the transmission.
- FIG. 2 is a table showing, on the one hand, the shift pattern of the planetary automatic transmission of FIG. 1 and, on the other hand, the gear ratios and increments of a specific transmission design, FIG.
- Fig. 3 is a table with the speed factors n, which at the rotating components of the
- Planetary automatic transmission according to FIG. 1 can be achieved if this is carried out with the already mentioned for Fig. 2 concrete transmission design
- Fig. 7 shows the power flow of the planetary gear according to
- the transmission input shaft 1 is coupled by means of a starting element 20 and optionally a torsional vibration damper with an internal combustion engine, not shown.
- the starting element 20 may in particular be a hydrodynamic torque converter, a hydrodynamic clutch or a wet or dry starting clutch.
- There are three successively arranged without interposition of a switching element planetary gear sets 4, 5, 6 are provided.
- the switching elements are arranged before and after the planetary gear sets 4, 5, 6 and comprise two brakes Bl, B2 and three clutches Kl, K2 K3, so that a total of five switching elements are provided. By means of these five switching elements, a selective switching of six forward gears Vl to V6 and a reverse gear Rl can be realized.
- the planetary gearbox has in addition to the transmission input shaft 1 and the transmission output shaft 2, five further rotatable shafts, which
- the drive can be done via the front hollow shaft 7, which is rotatably connected to the sun gear 13 of the first planetary gear set 4, so that the output can be done via the transmission output shaft 2, which is connected to the planet carrier 14 of the second planetary gear set 5, wherein planet gears 25 on this planet carrier 14 are rotatably arranged.
- the rear hollow shaft 9 is rotatably connected to the sun gear 15 of the second planetary gear set 5 and the sun gear 16 of the third planetary gear set 6.
- the second central hollow shaft 11 constantly connects the planet carrier 17 of the first planetary gearset 4 in a rotationally fixed manner to the ring gear 18 of the third planetary gearset 6. Planetary gears 23 of the forwardmost planetary gearset 4 are rotatably mounted on this planet carrier 17.
- the third middle hollow shaft 12 is front rotatably connected to the ring gear 22 of the first planetary gear set 4.
- the first middle hollow shaft 10 connects the planet carrier 19 of the third planetary gear set 6 with the ring gear 20 of the second planetary gear set 5, wherein on the planet carrier 19 planet gears 24 are rotatably arranged.
- the rear hollow shaft 9 is frictionally connected by means of the brake B2 and rotatably connected to the housing 3.
- the third middle hollow shaft 12 by means of the brake Bl frictionally and rotatably connected to the housing 3 can be connected. This is also the non-rotatably coupled to the third middle hollow shaft 12 ring gear 22 of the frontmost planetary gear set 4 with the brake Bl relative to the housing 3 can be fixed.
- the clutch K2 By means of the clutch K2, the front hollow shaft 7 with the first central hollow shaft 10 frictionally and rotatably connected.
- the third middle hollow shaft 12 and the first middle hollow shaft 10 are frictionally connected by means of the clutch K3 and rotationally fixed.
- the shaft 13 and the shaft 17 are frictionally coupled with each other by means of the clutch Kl.
- the clutch K2 In switching operations between the fourth forward gear V4 and the sixth forward gear V6, the clutch K2 is engaged in each case and in addition, the clutch Kl is engaged in the fifth forward gear V5 in the sixth forward gear V6, the brake Bl.
- FIGS. 7 to 12 show the power flows for the six forward gears V 1 to V 6.
- the power flow is shown as a hatched line.
- a concrete interpretation of the three planetary gear sets 4, 5, 6 is shown.
- the front-most planetary gear set 4 on the ring gear 22 has one hundred teeth.
- its sun gear has sixty-four teeth.
- the associated planet gears 23 each have eighteen teeth.
- the middle planetary gear set 5 has ninety teeth on the ring gear 20. By contrast, its sun gear 15 has thirty-four teeth.
- the associated planet gears 25 each have twenty-seven teeth.
- the rear planetary gear set 6 has seventy-one teeth on the ring gear 18. By contrast, its sun gear 16 has thirty-three teeth.
- the associated planet gears 24 each have nineteen teeth.
- the table according to FIG. 3 shows the rotational speed factors n, which are achieved at the rotating components of the planetary automatic transmission, if it is designed with the concrete number of teeth shown above.
- the six forward gears Vl to V6 and the reverse gear Rl are shown in the rows of the table.
- the rotational speed factors n are successive:
- Fig. 4 shows in a table, the relative speeds n re i to the switching elements.
- the six forward gears Vl to V6 and the reverse gear Rl are shown in the rows of the table.
- the relative speeds are shown in columns n rel at clutches Kl to K3 and the brakes Bl and B2 illustrated. It can be seen here that the relative speeds have n rel on the switching elements acceptable values so that the losses are kept low.
- the spreads over the associated gear jumps V1 ⁇ V2, V2 ⁇ V3, V3 ⁇ V4, V4 ⁇ V5, V5 ⁇ V6 are shown for these three alternative total spreads ⁇ 1/6 .
- Fig. 13 shows in a drawing several alternative embodiments of a planetary gear, which is designed as a hybrid transmission.
- an electric motor is provided with respect to Fig. 1, which is illustrated by five possible installation locations of the electric motors El to E5.
- the remaining components are unchanged from the planetary automatic transmission according to FIG. 1, so that the components provided with the same reference numerals are only partially discussed.
- the electric motor comprises a stator 100a or 100b or 100c or 10Od or 10Oe and a rotor 101a or 101b or 101c or 101d or 101e.
- Each of these rotors can be coupled by means of a clutch KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 to a transmission element of the planetary automatic transmission.
- the rotor 101a of the electric motor El by means of the coupling KHyI with the hollow shaft 9 rotatably coupled.
- the rotor 101b of the electric motor E2 can be coupled in a rotationally fixed manner to the planet carrier 19 by means of the clutch KHy2.
- the rotor 101c of the electric motor E3 can be coupled in a rotationally fixed manner to the third middle hollow shaft 12 by means of the coupling KHy3.
- the rotor 101d of the electric motor E4 can be coupled in a rotationally fixed manner to the frontmost planet carrier 17 by means of the clutch KHy4.
- the rotor 101e of the electric motor E5 can be coupled in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 1 by means of the clutch KHy5.
- the stator 100a or 100b or 100c or 10Od or 10Oe is rotatably connected to the housing 3.
- KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 may be provided in alternative embodiments, a torsionally elastic torsion damper, which allows a certain rotational play.
- the electric motor El makes it possible to operate the hybrid transmission in the so-called CVT mode. Both electric power can be introduced into the electric motor El in internal combustion engine operation, and electrical power can also be taken. As a result, the torque output at the transmission output shaft 2 can also be varied, which in turn has a retroactive effect on its rotational speed and thus the vehicle speed. Due to the wide band of maximum dischargeable power and maximum removable power lets the transmission continuously adjusted in a set by means of the switching elements gear over a wide band.
- a purely electric ride - i. without combustion engine - is possible.
- the clutches KHy2, K2 and K3 are engaged and thus the electric motor E2 drives the transmission output shaft 2 1: 1.
- a boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is possible.
- the electric motor E2 feed electrical power.
- the electric motor E2 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode.
- the couplings KHy2 and Kl are engaged.
- By shifting the rotational speeds of the electric motor E2 and / or the internal combustion engine can be in the overdrive area arbitrary translations.
- a conventional starter motor may be provided.
- a purely electric drive - ie without an internal combustion engine - is possible.
- a boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is limited possible. Recuperation is possible.
- the electric motor E3 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode.
- the fourth hybrid transmission has a similarly good range of functions as the second hybrid transmission.
- the clutches KHy4 and Kl are engaged and thus the electric motor E2 drives the engine 1: 1.
- a purely electric ride - i. without combustion engine - is possible.
- the clutches KHy4, Kl and K3 are engaged and thus the electric motor E4 drives the transmission output shaft 2 1: 1.
- a boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is possible.
- the electric motor E4 feed electrical power.
- the electric motor E4 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode.
- the clutches K3 and B2 are engaged.
- the clutch Khy4 of the electric motor E4 is engaged.
- the second and the fourth hybrid transmission offer the largest range of functions.
- the respective clutch KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 of the electric motor can also be dispensed with. This brings with it the restriction that the electric motor El or E2 or E3 or E4 or E5 always rotates.
- the rearmost and the central sun gear of the transmission according to FIG. 1 and FIG. 13 can also be designed in an alternative embodiment by means of exclusively an axially very wide toothed wheel. Consequently, then both sun gears inevitably have the same number of teeth. This is a cost-effective and structurally simple design.
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Abstract
The invention relates to an automatic planetary transmission having only five shift elements (K1, K2, K3, B1, B2). Said transmission (K1, K2, K3, B1, B2) has a structurally simple design since the shift elements (K1, K2, K3, B1, B2) are arranged upstream and downstream of the planetary gear sets (4, 5, 6). Here, it is possible for an electric motor to be provided, so as to generate an automatic planetary transmission with a hybrid function and CVT mode.
Description
Planetenautomatikgetriebe planetary automatic transmission
Die Erfindung betrifft gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1 ein Planetenautomatikgetriebe.The invention relates according to the one-part claim 1 a planetary gear.
Aus der DE 101 62 880 Al ist bereits ein Planetenautomatikgetriebe bekannt, welches neben drei Planetensätzen sechs Schaltelemente aufweist. Es wird undifferenziert erwähnt, dass auf jeder Welle eine elektrische Maschine als Generator oder als Antriebsmaschine anbringbar ist, die zusätzlich zu den sechs Schaltelementen vorgesehen ist. In nachteilhafter Weise sind in jedem der sieben möglichen Vorwärtsgänge und den zwei Rückwärtsgängen vier Schaltelemente offen, so dass sich hohe Schleppverluste ergeben.From DE 101 62 880 Al a planetary gear is already known, which has six switching elements in addition to three planetary gear sets. It is undifferentiated mentions that on each shaft an electric machine can be attached as a generator or as a prime mover, which is provided in addition to the six switching elements. Disadvantageously, four switching elements are open in each of the seven possible forward gears and the two reverse gears, resulting in high drag losses.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges hybridisierbares Planetenautomatikgetriebe mit gutem Wirkungsgrad zu schaffen.The object of the invention is to provide a low-cost hybridizable planetary automatic transmission with good efficiency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.
Gemäß einem Vorteil der Erfindung sind ausschließlich fünf Schaltelemente vorgesehen. Zusätzlich kann auch ein Elektromotor ausgeführt sein kann, der als Generator und
Antriebsmaschine betreibbar ist. Somit können Hybridfahrzeuggetriebe und rein verbrennungsmotorisch angetriebene Sechs-Gang-Planetenautomatikgetriebe mit einer sehr großen Bauteilgleichheit gefertigt werden. Dabei ist erfindungsgemäß ein konkreter Radsatz mit drei Planetensätzen vorgegeben. Mit diesem Radsatz lassen sich sechs Vorwärtsgänge, ein Rückwärtsgang und Getriebespreizungen von 6,0 bis 8,0 erreichen, ohne dass die Drehzahlfaktoren - und damit die Drehzahlen - an den rotierenden Bauteilen des Planetenautomatikgetriebes in einem der Gänge zu hoch werden.According to an advantage of the invention, only five switching elements are provided. In addition, an electric motor can be designed as a generator and Drive machine is operable. Thus, hybrid vehicle transmissions and purely internal combustion engine driven six-speed automatic planetary gear can be manufactured with a very large component equality. Here, according to the invention, a concrete wheel set with three planetary gear sets is specified. With this wheel set, six forward gears, one reverse gear and gear ratios of 6.0 to 8.0 can be achieved without the speed factors - and thus the speeds - on the rotating components of the planetary gear in one of the gears are too high.
Demzufolge ist das Planetenautomatikgetriebe hybridisierbar. Dazu ist es besonders vorteilhaft, den Rotor des Elektromotors bei dem gegebenen Radsatz mit dem Planetenträger des hinteren Planetensatzes zu koppeln. Der Stator des Elektromotors ist dabei gehäusefest. Diese Anordnung ermöglicht sogar in besonders vorteilhafter Weise einen CVT-Modus des Planetenautomatikgetriebes, in welchem das Planetengetriebe in einem bestimmten Fahrbereich eine stufenlose Übersetzungsänderung zulässt, wobei ein Teil der Antriebsleistung entweder von einem Energiespeicher abgegeben wird oder in dem Energiespeicher zwischengespeichert wird. Ein solcher Energiespeicher kann insbesondere einer Batterie, ein Kondensator oder eine Brennstoffzelle sein.As a result, the planetary automatic transmission is hybridizable. For this purpose, it is particularly advantageous to couple the rotor of the electric motor at the given wheelset with the planet carrier of the rear planetary gear set. The stator of the electric motor is fixed to the housing. This arrangement allows even in a particularly advantageous manner, a CVT mode of the planetary gear, in which the planetary gear in a certain driving range allows a stepless ratio change, with part of the drive power is either output from an energy storage or cached in the energy storage. Such an energy store may in particular be a battery, a capacitor or a fuel cell.
In besonders vorteilhafter Weise sind beim erfindungsgemäßen Planetenautomatikgetriebe in den Gängen grundsätzlich nur drei Schaltelemente offen, was gegenüber den vier offenen Schaltelementen gemäß DE 101 62 880 Al geringere Schleppverluste bedeutet . Solche Schleppverluste kommen insbesondere negativ zum Tragen, wenn die Schaltelemente mit Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Aber auch konische Reibkupplungen haben solche Schleppverluste.
Dabei können die fünf Schaltelemente in besonders vorteilhafte Weise vor und hinter den drei Planetensätzen angeordnet sein. Insbesondere können drei Schaltelemente vor den drei Planetensätzen angeordnete sein, wohingegen zwei Schaltelemente hinter den drei Planetensätzen angeordnet sind. Da somit keine Schaltelemente zwischen den Planetensätzen vorhanden sind, ist eine besonders kompakte und leichte Bauweise des Planetenautomatikgetriebes ermöglicht. Auch ist es in diesem Fall einfach, den Elektromotor für den Hybridantrieb im Getriebe zu integrieren.In a particularly advantageous manner, the planetary automatic transmission according to the invention in the aisles basically only three switching elements are open, which compared to the four open switching elements according to DE 101 62 880 Al means lower drag losses. Such drag losses are particularly negative for carrying when the switching elements are designed with multi-plate clutches. But conical friction clutches have such drag losses. In this case, the five switching elements can be arranged in a particularly advantageous manner in front of and behind the three planetary gear sets. In particular, three switching elements can be arranged in front of the three planetary gear sets, whereas two switching elements are arranged behind the three planetary gear sets. Since thus no switching elements between the planetary gear sets are available, a particularly compact and lightweight construction of the planetary gear is possible. It is also easy in this case to integrate the electric motor for the hybrid drive in the transmission.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.Further advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is explained below with reference to several embodiments.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 ein Planetenautomatikgetriebe,1 is a planetary gear,
Fig. 2 eine Tabelle, welche einerseits das SchaltSchema des Planetenautomatikgetriebes aus Fig. 1 und andererseits die Übersetzungen und Stufensprünge einer konkreten Getriebeauslegung darstellt,FIG. 2 is a table showing, on the one hand, the shift pattern of the planetary automatic transmission of FIG. 1 and, on the other hand, the gear ratios and increments of a specific transmission design, FIG.
Fig. 3 eine Tabelle mit dem Drehzahlfaktoren n, welche an den rotierenden Bauteilen desFig. 3 is a table with the speed factors n, which at the rotating components of the
Planetenautomatikgetriebes gemäß Fig. 1 erreicht werden, wenn dieses mit der schon zu Fig. 2 genannten konkreten Getriebeauslegung ausgeführt ist,Planetary automatic transmission according to FIG. 1 can be achieved if this is carried out with the already mentioned for Fig. 2 concrete transmission design,
Fig. 4 in einer Tabelle Relativdrehzahlen anFig. 4 in a table relative speeds at
Schaltelementen des Planetenautomatikgetriebes gemäß Fig. 1,
Fig. 5 für drei alternative Gesamtspreizungen desSwitching elements of the planetary automatic transmission according to FIG. 1, Fig. 5 for three alternative total spreads of
Planetenautomatikgetriebes gemäß Fig. 1 die jeweils sechs möglichen Vorwärtsgängen zugeordnetenPlanetary automatic transmission according to FIG. 1 associated with the six possible forward gears
Übersetzungen Fig. 6 für diese drei alternativen Gesamtspreizungen gemäßTranslations Fig. 6 for these three alternative total spreads according to
Fig. 5 die Spreizungen über den zugehörigenFig. 5, the spreads over the associated
Gangsprüngen, Fig. 7 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßGear steps, Fig. 7 shows the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im ersten Vorwärtsgang, Fig. 8 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßFig. 1 in the first forward gear, Fig. 8, the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im zweiten Vorwärtsgang, Fig. 9 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßFig. 1 in the second forward gear, Fig. 9, the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im dritten Vorwärtsgang, Fig. 10 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßFig. 1 in the third forward gear, Fig. 10, the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im vierten Vorwärtsgang, Fig. 11 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßFig. 1 in the fourth forward gear, Fig. 11, the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im fünften Vorwärtsgang, Fig. 12 den Kraftfluss des Planetenautomatikgetriebes gemäßFig. 1 in the fifth forward gear, Fig. 12, the power flow of the planetary gear according to
Fig. 1 im sechsten Vorwärtsgang und Fig. 13 in einer Zeichnung mehrere Variationen einesFig. 1 in the sixth forward gear and Fig. 13 in a drawing a plurality of variations
Planetenautomatikgetriebes, welches alsPlanetary automatic transmission, which as
Hybridgetriebe ausgeführt ist.Hybrid transmission is executed.
Fig. 1 zeigt ein Planetenautomatikgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle 1 und einer Getriebeausgangswelle 2, welche in einem Gehäuse 3 angeordnet sind. Die Getriebeeingangswelle 1 ist mittels eines Anfahrelementes 20 und gegebenenfalls eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einem nicht näher dargestellten Verbrennungsmotor gekoppelt. Das Anfahrelement 20 kann insbesondere ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung oder eine nasse oder trockene Anfahrkupplung sein.
Es sind drei ohne Zwischenfügung eines Schaltelementes hintereinander angeordnete Planetensätze 4, 5, 6 vorgesehen.1 shows a planetary automatic transmission with a transmission input shaft 1 and a transmission output shaft 2, which are arranged in a housing 3. The transmission input shaft 1 is coupled by means of a starting element 20 and optionally a torsional vibration damper with an internal combustion engine, not shown. The starting element 20 may in particular be a hydrodynamic torque converter, a hydrodynamic clutch or a wet or dry starting clutch. There are three successively arranged without interposition of a switching element planetary gear sets 4, 5, 6 are provided.
Die Schaltelemente sind vor und nach den Planetensätzen 4, 5, 6 angeordnet und umfassen zwei Bremsen Bl, B2 und drei Kupplungen Kl, K2 K3 , so dass insgesamt fünf Schaltelemente vorgesehen sind. Mittels dieser fünf Schaltelemente ist ein selektives Schalten von sechs Vorwärtsgängen Vl bis V6 und einem Rückwärtsgang Rl realisierbar. Das Planetenautomatikgetriebe weist zusätzlich zur Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 fünf weitere drehbare Wellen auf, welcheThe switching elements are arranged before and after the planetary gear sets 4, 5, 6 and comprise two brakes Bl, B2 and three clutches Kl, K2 K3, so that a total of five switching elements are provided. By means of these five switching elements, a selective switching of six forward gears Vl to V6 and a reverse gear Rl can be realized. The planetary gearbox has in addition to the transmission input shaft 1 and the transmission output shaft 2, five further rotatable shafts, which
- eine vordere Hohlwelle 7,a front hollow shaft 7,
- eine hintere Hohlwelle 9 ,a rear hollow shaft 9,
- eine erste mittlere Hohlwelle 10,a first middle hollow shaft 10,
- eine zweite mittlere Hohlwelle 11 und- A second middle hollow shaft 11 and
- eine dritte mittlere Hohlwelle 12 umfassen.- Include a third middle hollow shaft 12.
Der Antrieb kann über die vordere Hohlwelle 7 erfolgen, welche drehfest mit dem Sonnenrad 13 des ersten Planetensatzes 4 verbunden ist, so dass der Abtrieb über die Getriebeausgangswelle 2 erfolgen kann, welche mit dem Planetenträger 14 des zweiten Planetensatzes 5 verbunden ist, wobei Planetenräder 25 auf diesem Planetenträger 14 drehbar angeordnet sind. Die hintere Hohlwelle 9 ist drehfest mit dem Sonnenrad 15 des zweiten Planetensatzes 5 und dem Sonnenrad 16 des dritten Planetensatzes 6 verbunden. Die zweite mittlere Hohlwelle 11 verbindet ständig den Planetenträger 17 des ersten Planetensatzes 4 drehfest mit dem Hohlrad 18 des dritten Planetensatzes 6. Auf diesem Planetenträger 17 sind Planetenräder 23 des vordersten Planetensatzes 4 drehbar gelagert. Die dritte mittlere Hohlwelle 12 ist vorne drehfest mit dem Hohlrad 22 des ersten Planetensatzes 4 verbunden. Die
erste mittlere Hohlwelle 10 verbindet den Planetenträger 19 des dritten Planetensatzes 6 mit dem Hohlrad 20 des zweiten Planetensatzes 5, wobei auf dem Planetenträger 19 Planetenräder 24 drehbar angeordnet sind.The drive can be done via the front hollow shaft 7, which is rotatably connected to the sun gear 13 of the first planetary gear set 4, so that the output can be done via the transmission output shaft 2, which is connected to the planet carrier 14 of the second planetary gear set 5, wherein planet gears 25 on this planet carrier 14 are rotatably arranged. The rear hollow shaft 9 is rotatably connected to the sun gear 15 of the second planetary gear set 5 and the sun gear 16 of the third planetary gear set 6. The second central hollow shaft 11 constantly connects the planet carrier 17 of the first planetary gearset 4 in a rotationally fixed manner to the ring gear 18 of the third planetary gearset 6. Planetary gears 23 of the forwardmost planetary gearset 4 are rotatably mounted on this planet carrier 17. The third middle hollow shaft 12 is front rotatably connected to the ring gear 22 of the first planetary gear set 4. The first middle hollow shaft 10 connects the planet carrier 19 of the third planetary gear set 6 with the ring gear 20 of the second planetary gear set 5, wherein on the planet carrier 19 planet gears 24 are rotatably arranged.
Die hintere Hohlwelle 9 ist mittels der Bremse B2 reibschlüssig und drehfest mit dem Gehäuse 3 verbindbar. Die dritte mittlere Hohlwelle 12 ist hingegen mittels der Bremse Bl reibschlüssig und drehfest mit dem Gehäuse 3 verbindbar. Damit ist auch das drehfest mit der dritten mittleren Hohlwelle 12 gekoppelte Hohlrad 22 des vordersten Planetensatzes 4 mit der Bremse Bl gegenüber dem Gehäuse 3 festsetzbar. Mittels der Kupplung K2 ist die vordere Hohlwelle 7 mit der ersten mittleren Hohlwelle 10 reibschlüssig und drehfest verbindbar. Die dritte mittlere Hohlwelle 12 und die erste mittlere Hohlwelle 10 sind mittels der Kupplung K3 reibschlüssig und drehfest verbindbar.The rear hollow shaft 9 is frictionally connected by means of the brake B2 and rotatably connected to the housing 3. The third middle hollow shaft 12, however, by means of the brake Bl frictionally and rotatably connected to the housing 3 can be connected. This is also the non-rotatably coupled to the third middle hollow shaft 12 ring gear 22 of the frontmost planetary gear set 4 with the brake Bl relative to the housing 3 can be fixed. By means of the clutch K2, the front hollow shaft 7 with the first central hollow shaft 10 frictionally and rotatably connected. The third middle hollow shaft 12 and the first middle hollow shaft 10 are frictionally connected by means of the clutch K3 and rotationally fixed.
Die Welle 13 und die Welle 17 sind mittels der Kupplung Kl reibschlüssig und drehfest miteinander koppelbar.The shaft 13 and the shaft 17 are frictionally coupled with each other by means of the clutch Kl.
In Fig. 2 ist ein Schaltschema des Planetenautomatikgetriebes dargestellt. Diesem Schaltschema können auch die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge φ und die Gesamtspreizung φλ/6 beispielhaft entnommen werden.2, a circuit diagram of the planetary automatic transmission is shown. This shift pattern can also be taken as an example from the respective ratios i of the individual gear stages and the incremental steps φ to be determined therefrom and the total spread φ λ / 6 .
Ferner kann dem SchaltSchema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen vermieden werden, da bei zwei benachbarten Gangstufen jeweils ein gemeinsames Schaltelement eingerückt ist. Darüber hinaus kann dem Schaltschema gemäß Fig. 2 entnommen werden, dass bei jeder beliebigen Schaltung
- zwischen dem ersten Vorwärtsgang Vl und dem vierten Vorwärtsgang V4 undFurthermore, it can be seen from the circuit diagram that double circuits are avoided in the case of a sequential shift, since in the case of two adjacent gear stages, one common shift element is engaged in each case. In addition, the circuit diagram of FIG. 2 can be seen that in any circuit between the first forward gear Vl and the fourth forward gear V4 and
- zwischen dem vierten Vorwärtsgang V4 und dem sechsten Vorwärtsgang V6 lediglich ein Schaltelement zusätzlich eingerückt werden muss. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass von jedem Vorwärtsgang sogenannte Doppel -Hochschaltungen und Doppel- Rückschaltungen durchgeführt werden können. Sie ermöglichen das Schalten beispielsweise vom ersten Vorwärtsgang Vl in den dritten Vorwärtsgang V3 mittels Überspringen des zweiten Vorwärtsganges V2 , wobei der Schaltablauf identisch zu einer Einfachschaltung ausgeführt werden kann. Es muss nur ein Schaltelement zusätzlich eingerückt werden.- Between the fourth forward gear V4 and the sixth forward gear V6 only one switching element must be additionally engaged. Another advantage is that so-called double high and double reverse can be performed from each forward speed. They allow switching, for example, from the first forward gear Vl to the third forward gear V3 by means of skipping the second forward gear V2, wherein the shifting sequence can be carried out identically to a single gearshift. Only one switching element has to be additionally indented.
Bei Schaltvorgängen zwischen dem ersten Vorwärtsgang Vl und dem vierten Vorwärtsgang V4 ist somit jeweils die Bremse B2 eingerückt, wobei im ersten Vorwärtsgang die Bremse Bl, im zweiten Vorwärtsgang V2 die Kupplung K3 , im dritten Vorwärtsgang V3 die Kupplung Kl, und im vierten Vorwärtsgang V4 die Kupplung K2 zusätzlich eingerückt wird.In switching operations between the first forward gear Vl and the fourth forward gear V4 thus the brake B2 is engaged in each case, wherein the brake B1 in the first forward gear, the clutch K3 in the second forward gear V2, the clutch Kl in the third forward gear V3, and the fourth forward gear V4 Clutch K2 is additionally engaged.
Bei Schaltvorgängen zwischen dem vierten Vorwärtsgang V4 und dem sechsten Vorwärtsgang V6 ist die Kupplung K2 jeweils eingerückt und zusätzlich wird im fünften Vorwärtsgang V5 die Kupplung Kl im sechsten Vorwärtsgang V6 die Bremse Bl eingerückt .In switching operations between the fourth forward gear V4 and the sixth forward gear V6, the clutch K2 is engaged in each case and in addition, the clutch Kl is engaged in the fifth forward gear V5 in the sixth forward gear V6, the brake Bl.
Im ersten Rückwärtsgang sind die Kupplung K3 und die Bremse Bl eingerückt .In the first reverse gear, the clutch K3 and the brake Bl are engaged.
Fig. 7 bis Fig. 12 zeigen dabei die Kraftflüsse für die sechs Vorwärtsgänge Vl bis V6. Dabei ist der Kraftfluss als schraffierte Linie dargestellt.
Im Folgenden wird eine konkrete Auslegung der drei Planetensätze 4, 5, 6 dargestellt.FIGS. 7 to 12 show the power flows for the six forward gears V 1 to V 6. The power flow is shown as a hatched line. In the following, a concrete interpretation of the three planetary gear sets 4, 5, 6 is shown.
Dabei weist der vorderste Planetensatz 4 am Hohlrad 22 einhundert Zähne auf. Hingegen weist dessen Sonnenrad vierundsechzig Zähne auf. Die zugehörigen Planetenräder 23 weisen jeweils achtzehn Zähne auf.In this case, the front-most planetary gear set 4 on the ring gear 22 has one hundred teeth. By contrast, its sun gear has sixty-four teeth. The associated planet gears 23 each have eighteen teeth.
Der mittlere Planetensatz 5 weist am Hohlrad 20 neunzig Zähne auf. Hingegen weist dessen Sonnenrad 15 vierunddreißig Zähne auf. Die zugehörigen Planetenräder 25 weisen jeweils siebenundzwanzig Zähne auf .The middle planetary gear set 5 has ninety teeth on the ring gear 20. By contrast, its sun gear 15 has thirty-four teeth. The associated planet gears 25 each have twenty-seven teeth.
Der hintere Planetensatz 6 weist am Hohlrad 18 einundsiebzig Zähne auf . Hingegen weist dessen Sonnenrad 16 dreiunddreißig Zähne auf. Die zugehörigen Planetenräder 24 weisen jeweils neunzehn Zähne auf .The rear planetary gear set 6 has seventy-one teeth on the ring gear 18. By contrast, its sun gear 16 has thirty-three teeth. The associated planet gears 24 each have nineteen teeth.
Mit dieser Auslegung werden bei den einzelnen Vorwärtsgängen Vl bis V7 die in Fig. 2 dargestellten Werte für dieWith this design, the values for the individual forward gears V1 to V7 shown in FIG
Übersetzungen i, die Stufensprünge φ und die Gesamtspreizung φi/6 erreicht .Translations i, the increments φ and the total spread φi / 6 reached.
Die Tabelle gemäß Fig. 3 zeigt die Drehzahlfaktoren n, welche an den rotierenden Bauteilen des Planetenautomatikgetriebes erreicht werden, wenn es mit den zuvor dargestellten konkreten Zähnezahlen ausgelegt ist. Dabei sind in den Zeilen der Tabelle die sechs Vorwärtsgänge Vl bis V6 und der Rückwärtsgang Rl dargestellt. Hingegen sind in den Spalten aufeinander folgend die Drehzahlfaktoren n:The table according to FIG. 3 shows the rotational speed factors n, which are achieved at the rotating components of the planetary automatic transmission, if it is designed with the concrete number of teeth shown above. The six forward gears Vl to V6 and the reverse gear Rl are shown in the rows of the table. On the other hand, in the columns, the rotational speed factors n are successive:
- des Hohlrads 22 des vorderen Planetensatzes 4,the ring gear 22 of the front planetary gear set 4,
- des Planetenträgers 17 des vorderen Planetensatzes 4,the planet carrier 17 of the front planetary gear set 4,
- des Sonnerads 13 des vorderen Planetensatzes 4,
- des Hohlrads 18 des hinteren Planetensatzes 6,- Sonnerads 13 of the front planetary gear set 4, the ring gear 18 of the rear planetary gear set 6,
- des Planetenträgers 19 des hinteren Planetensatzes 6 bzw. des mit diesem Planetenträger 19 drehfest gekoppelten Hohlrads 20 des mittleren Planetensatzes 5,the planetary carrier 19 of the rear planetary gearset 6 or of the ring gear 20 of the middle planetary gearset 5 that is non-rotatably coupled to this planet carrier 19,
- des Sonnerads 16 des hinteren Planetensatzes 6,the Sonnerads 16 of the rear planetary gear set 6,
- der Getriebeausgangswelle 2 und- The transmission output shaft 2 and
- des Sonnerads 15 des mittleren Planetensatzes 5, für die Drehung um eine Zentralachse 30 des- Sonnerads 15 of the central planetary gear set 5, for rotation about a central axis 30 of the
Planetenautomatikgetriebes dargestellt. Darauf folgend sind in den Spalten aufeinander folgend die Drehzahlfaktoren n:Planetary automatic transmission shown. Subsequently, in the columns, the rotational speed factors n are consecutive:
- der Planetenräder 23 des vorderen Planetensatzes 4,the planet gears 23 of the front planetary gear set 4,
- der Planetenräder 25 des hinteren Planetensatzes 5 und- The planet gears 25 of the rear planetary gear set 5 and
- der Planetenräder 24 des mittleren Planetensatzes 6 für die Drehung um deren eigene Rotationsachse 31 bzw. 32 bzw. 33 dargestellt. Es ist dabei ersichtlich, dass die Drehzahlfaktoren n akzeptable Werte aufweisen. So treten die höchsten Drehzahlfaktoren im sechsten Vorwärtsgang V6 auf und liegen lediglich bei 2,312.- The planet gears 24 of the central planetary gear set 6 for rotation about their own axis of rotation 31 and 32 and 33, respectively. It can be seen that the speed factors n have acceptable values. Thus, the highest speed factors occur in the sixth forward gear V6 and are only at 2.312.
Fig. 4 zeigt in einer Tabelle die Relativdrehzahlen nrei an den Schaltelementen. Dabei sind in den Zeilen der Tabelle die sechs Vorwärtsgänge Vl bis V6 und der Rückwärtsgang Rl dargestellt. Hingegen sind in den Spalten die Relativdrehzahlen nrei an den Kupplungen Kl bis K3 und den Bremsen Bl und B2 dargestellt. Es ist dabei ersichtlich, dass die Relativdrehzahlen nrei an den Schaltelementen akzeptable Werte aufweisen, so dass die Verluste gering gehalten werden.Fig. 4 shows in a table, the relative speeds n re i to the switching elements. The six forward gears Vl to V6 and the reverse gear Rl are shown in the rows of the table. In contrast, the relative speeds are shown in columns n rel at clutches Kl to K3 and the brakes Bl and B2 illustrated. It can be seen here that the relative speeds have n rel on the switching elements acceptable values so that the losses are kept low.
Fig. 5 zeigt für drei alternative Gesamtspreizungen φx/6 ,die jeweils den sechs möglichen Vorwärtsgängen Vl bis V6 zugeordneten Übersetzungen i . Dabei stellt die mittlere
Gesamtspreizungen φi/6 das zuvor beschriebene Planetenautomatikgetriebe dar. Diese drei alternativen Gesamtspreizungen betragen ca. φi/6 = 7,0, φi/6 = 8,1 und ψi/6 = 6,1. In Fig. 6 sind für diese drei alternativen Gesamtspreizungen φ1/6 die Spreizungen über den zugehörigen Gangsprüngen V1→V2 , V2→V3 , V3→V4, V4→V5, V5→V6 dargestellt .Fig. 5 shows three alternative total spreads φ x / 6, each of the six possible forward gears Vl to V6 associated translations i. It represents the middle Total spreads φi / 6 represent the previously described planetary automatic transmission. These three alternative total spreads are approximately φi / 6 = 7.0, φi / 6 = 8.1 and ψi / 6 = 6.1. In FIG. 6, the spreads over the associated gear jumps V1 → V2, V2 → V3, V3 → V4, V4 → V5, V5 → V6 are shown for these three alternative total spreads φ 1/6 .
Fig. 13 zeigt in einer Zeichnung mehrere alternative Ausführungsformen eines Planetenautomatikgetriebes, welches als Hybridgetriebe ausgeführt ist. Dabei ist gegenüber Fig. 1 ein Elektromotor vorgesehen, der anhand von fünf möglichen Einbauorten der Elektromotoren El bis E5 dargestellt ist. Die übrigen Bauteile sind gegenüber dem Planetenautomatikgetriebe gemäß Fig. 1 unverändert, so dass auf die mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Bauteile nur teilweise eingegangen wird.Fig. 13 shows in a drawing several alternative embodiments of a planetary gear, which is designed as a hybrid transmission. In this case, an electric motor is provided with respect to Fig. 1, which is illustrated by five possible installation locations of the electric motors El to E5. The remaining components are unchanged from the planetary automatic transmission according to FIG. 1, so that the components provided with the same reference numerals are only partially discussed.
Der Elektromotor umfasst einen Stator 100a bzw. 100b bzw. 100c bzw. 10Od bzw. 10Oe und einen Rotor 101a bzw. 101b bzw. 101c bzw. 101d bzw. 101e. Jeder dieser Rotoren ist mittels einer Kupplung KHyI bzw. KHy2 bzw. KHy3 bzw. KHy4 bzw. KHy5 mit einem Getriebeglied des Planetenautomatikgetriebes koppelbar.The electric motor comprises a stator 100a or 100b or 100c or 10Od or 10Oe and a rotor 101a or 101b or 101c or 101d or 101e. Each of these rotors can be coupled by means of a clutch KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 to a transmission element of the planetary automatic transmission.
Beim ersten Hybridgetriebe ist der Rotor 101a des Elektromotors El mittels der Kupplung KHyI mit der Hohlwelle 9 drehfest koppelbar.In the first hybrid transmission, the rotor 101a of the electric motor El by means of the coupling KHyI with the hollow shaft 9 rotatably coupled.
Beim zweiten Hybridgetriebe ist der Rotor 101b des Elektromotors E2 mittels der Kupplung KHy2 mit dem Planetenträger 19 drehfest koppelbar.
Beim dritten Hybridgetriebe ist der Rotor 101c des Elektromotors E3 mittels der Kupplung KHy3 mit der dritten mittleren Hohlwelle 12 drehfest koppelbar.In the second hybrid transmission, the rotor 101b of the electric motor E2 can be coupled in a rotationally fixed manner to the planet carrier 19 by means of the clutch KHy2. In the third hybrid transmission, the rotor 101c of the electric motor E3 can be coupled in a rotationally fixed manner to the third middle hollow shaft 12 by means of the coupling KHy3.
Beim vierten Hybridgetriebe ist der Rotor 101d des Elektromotors E4 mittels der Kupplung KHy4 mit der vordersten Planetenträger 17 drehfest koppelbar.In the fourth hybrid transmission, the rotor 101d of the electric motor E4 can be coupled in a rotationally fixed manner to the frontmost planet carrier 17 by means of the clutch KHy4.
Beim fünften Hybridgetriebe ist der Rotor 101e des Elektromotors E5 mittels der Kupplung KHy5 mit der Getriebeeingangs - welle 1 drehfest koppelbar.In the fifth hybrid transmission, the rotor 101e of the electric motor E5 can be coupled in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 1 by means of the clutch KHy5.
Der Stator 100a bzw. 100b bzw. 100c bzw. 10Od bzw. 10Oe ist hingegen drehfest mit dem Gehäuse 3 verbunden. In der Kupplung KHyI bzw. KHy2 bzw. KHy3 bzw. KHy4 bzw. KHy5 kann in alternativen Ausgestaltungen auch ein drehelastischer Torsionsdämpfer versehen sein, der ein gewisses Drehspiel zulässt.The stator 100a or 100b or 100c or 10Od or 10Oe, however, is rotatably connected to the housing 3. In the coupling KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 may be provided in alternative embodiments, a torsionally elastic torsion damper, which allows a certain rotational play.
Beim ersten Hybridgetriebe ist ein Starten des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor El nicht möglich. Es kann beispielsweise ein üblicher Anlassermotor vorgesehen sein. Eine rein elektrische Fahrt - d.h. ohne Verbrennungsmotor - ist möglich. Ein Boost-Betrieb, bei dem die Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors verstärkt wird, ist nicht möglich. Eine Rekuperation ist nur eingeschränkt möglich. Der Elektromotor El ermöglicht es, das Hybridgetriebe im so genannten CVT-Modus zu betreiben. Dabei kann im verbrennungsmotorischen Betrieb sowohl elektrische Leistung in den Elektromotor El eingeleitet werden, als auch elektrische Leistung entnommen werden. Demzufolge lässt sich auch das an der Getriebeausgangswelle 2 abgegebene Drehmoment variieren, was wiederum Rückwirkung auf deren Drehzahl und damit die Fahrzeuggeschwindigkeit hat. Durch das breite Band von maximal einleitbarer Leistung und maximal entnehmbarer Leistung lässt
sich das Getriebe in einem mittels der Schaltelemente festgelegtem Gang über ein breites Band stufenlos verstellten.In the first hybrid transmission starting the engine with the electric motor El is not possible. For example, a conventional starter motor may be provided. A purely electric drive - ie without an internal combustion engine - is possible. A boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is not possible. A recuperation is limited. The electric motor El makes it possible to operate the hybrid transmission in the so-called CVT mode. Both electric power can be introduced into the electric motor El in internal combustion engine operation, and electrical power can also be taken. As a result, the torque output at the transmission output shaft 2 can also be varied, which in turn has a retroactive effect on its rotational speed and thus the vehicle speed. Due to the wide band of maximum dischargeable power and maximum removable power lets the transmission continuously adjusted in a set by means of the switching elements gear over a wide band.
Beim zweiten Hybridgetriebe ist ein Starten des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor E2 möglich. Es braucht kein Anlassermotor vorgesehen sein. Die Kupplungen KHy2 und K2 sind eingerückt und damit treibt der Elektromotor E2 den Verbrennungsmotor 1:1 an .In the second hybrid transmission starting of the internal combustion engine with the electric motor E2 is possible. There is no need for a starter motor. The clutches KHy2 and K2 are engaged and thus the electric motor E2 drives the engine 1: 1.
Eine rein elektrische Fahrt - d.h. ohne Verbrennungsmotor - ist möglich. In einem ersten elektrischen Fahrbereich sind die Kupplungen KHy2 , K2 und K3 eingerückt und damit treibt der Elektromotor E2 die Getriebeausgangswelle 2 1:1 an. In einem zweiten elektrischen Fahrbereich sind die Kupplungen KHy2, B3 eingerückt und damit treibt der Elektromotor E2 die Getriebeausgangswelle 2 mit einem Übersetzungsverhältnis i = 1,378 ins Langsame an.A purely electric ride - i. without combustion engine - is possible. In a first electric driving range, the clutches KHy2, K2 and K3 are engaged and thus the electric motor E2 drives the transmission output shaft 2 1: 1. In a second electric driving range, the clutches KHy2, B3 are engaged and thus the electric motor E2 drives the transmission output shaft 2 at a transmission ratio i = 1.378 at a slow.
Ein Boost-Betrieb, bei dem die Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors verstärkt wird, ist möglich. So kann insbesondere im ersten Vorwärtsgang Vl oder im dritten Vorwärts- gang V3 der Elektromotor E2 elektrische Leistung einspeisen.A boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is possible. Thus, in particular in the first forward gear Vl or in the third forward gear V3, the electric motor E2 feed electrical power.
Eine Rekuperation ist in sämtlichen Gängen möglich.A recuperation is possible in all courses.
Der Elektromotor E2 ermöglicht es, das Hybridgetriebe analog dem vorangegangenen Beispiel im CVT-Modus zu betreiben. In diesem CVT-Modus sind die Kupplungen KHy2 und Kl eingerückt. Bei den zum Ausführungsbeispiel Fig. 1 genannten Zähnezahlen ergibt sich ein Overdrive mit einer Übersetzung von i=0,557, wenn sich der Elektromotor E2 mit der 1,5-fachen Drehzahl des Verbrennungsmotors dreht . Durch Verschieben der Drehzahlen vom Elektromotor E2 und/oder dem Verbrennungsmotor lassen sich im Overdrive-Bereich beliebige Übersetzungen darstellen.
Beim dritten Hybridgetriebe ist ein Starten des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor E3 nicht möglich. Es kann beispielsweise ein üblicher Anlassermotor vorgesehen sein. Eine rein elektrische Fahrt - d.h. ohne Verbrennungsmotor - ist möglich. Ein Boost-Betrieb, bei dem die Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors verstärkt wird, ist eingeschränkt möglich. Eine Rekuperation ist möglich. Der Elektromotor E3 ermöglicht es, das Hybridgetriebe analog dem vorangegangenen Beispiel im CVT-Modus zu betreiben.The electric motor E2 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode. In this CVT mode, the couplings KHy2 and Kl are engaged. In the case of the number of teeth mentioned for the embodiment of FIG. 1, an overdrive with a ratio of i = 0.557 results when the electric motor E2 rotates at 1.5 times the speed of the internal combustion engine. By shifting the rotational speeds of the electric motor E2 and / or the internal combustion engine can be in the overdrive area arbitrary translations. In the third hybrid transmission starting the engine with the electric motor E3 is not possible. For example, a conventional starter motor may be provided. A purely electric drive - ie without an internal combustion engine - is possible. A boost operation, in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is limited possible. Recuperation is possible. The electric motor E3 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode.
Das vierte Hybridgetriebe weist einen ähnlich guten Funktionsumfang auf, wie das zweite Hybridgetriebe. So ist ein Starten des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor E4 möglich. Es braucht kein Anlassermotor vorgesehen sein. Die Kupplungen KHy4 und Kl sind eingerückt und damit treibt der Elektromotor E2 den Verbrennungsmotor 1:1 an.The fourth hybrid transmission has a similarly good range of functions as the second hybrid transmission. Thus starting of the internal combustion engine with the electric motor E4 is possible. There is no need for a starter motor. The clutches KHy4 and Kl are engaged and thus the electric motor E2 drives the engine 1: 1.
Eine rein elektrische Fahrt - d.h. ohne Verbrennungsmotor - ist möglich. In einem ersten elektrischen Fahrbereich sind die Kupplungen KHy4 , Kl und K3 eingerückt und damit treibt der Elektromotor E4 die Getriebeausgangswelle 2 1:1 an. In einem zweiten elektrischen Fahrbereich sind die Kupplungen KHy4 und B2 eingerückt und damit treibt der Elektromotor E2 die Getriebeausgangswelle 2 mit einem Übersetzungsverhältnis i=2,018 an.A purely electric ride - i. without combustion engine - is possible. In a first electric driving range, the clutches KHy4, Kl and K3 are engaged and thus the electric motor E4 drives the transmission output shaft 2 1: 1. In a second electric driving range, the clutches KHy4 and B2 are engaged, and thus the electric motor E2 drives the transmission output shaft 2 at a gear ratio i = 2.018.
Ein Boost-Betrieb, bei dem die Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors verstärkt wird, ist möglich. So kann eingeschränkt im ersten Vorwärtsgang Vl, insbesondere aber im dritten Vorwärtsgang V3 , der Elektromotor E4 elektrische Leistung einspeisen.A boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is possible. Thus, limited in the first forward gear Vl, but especially in the third forward gear V3, the electric motor E4 feed electrical power.
Eine Rekuperation ist in sämtlichen Gängen möglich.
Der Elektromotor E4 ermöglicht es, das Hybridgetriebe analog dem vorangegangenen Beispiel im CVT-Modus zu betreiben. In diesem CVT-Modus werden ähnlich dem Kraftfluss des zweiten Vorwärtsganges V2 die Kupplungen K3 und B2 eingerückt. Zusätzlich wird die Kupplung Khy4 des Elektromotors E4 eingerückt .A recuperation is possible in all courses. The electric motor E4 makes it possible to operate the hybrid transmission analogous to the previous example in the CVT mode. In this CVT mode, similar to the power flow of the second forward gear V2, the clutches K3 and B2 are engaged. In addition, the clutch Khy4 of the electric motor E4 is engaged.
Beim fünften Hybridgetriebe ist ein Starten des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor E5 möglich. Es braucht kein Anlassermotor vorgesehen sein. Eine rein elektrische Fahrt - d.h. ohne Verbrennungsmotor - ist möglich. Ein Boost-Betrieb, bei dem die Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors verstärkt wird, ist möglich. Eine Rekuperation ist möglich. Ein Betrieb ist CVT-Modus ist jedoch nicht möglich.In the fifth hybrid transmission starting of the internal combustion engine with the electric motor E5 is possible. There is no need for a starter motor. A purely electric ride - i. without combustion engine - is possible. A boost operation in which the drive power is boosted by means of the internal combustion engine is possible. Recuperation is possible. An operation is CVT mode but is not possible.
Damit bieten das zweite und das vierte Hybridgetriebe den größten Funktionsumfang.Thus, the second and the fourth hybrid transmission offer the largest range of functions.
In sämtlichen Ausführungsformen kann auf die jeweilige Kupplung KHyI bzw. KHy2 bzw. KHy3 bzw. KHy4 bzw. KHy5 des Elektromotors auch verzichtet werden. Dies bringt die Einschränkung mit sich, dass der Elektromotor El bzw. E2 bzw. E3 bzw. E4 bzw. E5 stets mitdreht.In all embodiments, the respective clutch KHyI or KHy2 or KHy3 or KHy4 or KHy5 of the electric motor can also be dispensed with. This brings with it the restriction that the electric motor El or E2 or E3 or E4 or E5 always rotates.
Das hinterste und das mittlere Sonnenrad der Getriebe gemäß Fig. 1 und Fig. 13 können in einer alternativen Ausgestaltung auch mittels ausschließlich eines axial sehr breiten Zahnrades ausgeführt sein. Demzufolge weisen dann beide Sonnenräder zwangsläufig die gleiche Zähnezahl auf. Das ist eine kostengünstige und konstruktiv einfache Ausgestaltung.The rearmost and the central sun gear of the transmission according to FIG. 1 and FIG. 13 can also be designed in an alternative embodiment by means of exclusively an axially very wide toothed wheel. Consequently, then both sun gears inevitably have the same number of teeth. This is a cost-effective and structurally simple design.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der be-
schriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.
The described embodiments are only exemplary embodiments. A combination of the described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the device parts belonging to the invention are to be taken from the geometries of the device parts shown in the drawings.
Claims
1. Planetenautomatikgetriebe mit ausschließlich fünf1. Planetary automatic transmission with only five
Schaltelementen, bei welchem ein Sonnenrad (13) eines ersten Planetensatzes (4)Switching elements, in which a sun gear (13) of a first planetary gear set (4)
- drehfest mit einer Getriebeeingangswelle (1) verbunden ist,- rotatably connected to a transmission input shaft (1) is connected,
- mittels eines ersten Schaltelements (Kl) mit einem Planetenträger (17) dieses ersten Planetensatzes (4) koppelbar ist, dessen Planetenräder (23) mit einem Hohlrad (22) kämmen, welches mittels des zweiten Schaltelementes (Bl) reibschlüssig mit einem Gehäuse (3) koppelbar ist, und- Can be coupled by means of a first switching element (Kl) with a planet carrier (17) of this first planetary gear set (4), the planet gears (23) with a ring gear (22), which by means of the second switching element (Bl) frictionally engaged with a housing (3 ), and
- mittels des dritten Schaltelementes (K2) drehfest mit einem Hohlrad (20) eines zweiten Planetensatzes (5) koppelbar ist, wobei dieses Hohlrad (20) drehfest mit einem Planetenträger (19) eines dritten Planetensatzes (6) verbunden ist, dessen Planetenräder (24)- By means of the third switching element (K2) rotatably coupled to a ring gear (20) of a second planetary gear set (5), said ring gear (20) rotatably connected to a planet carrier (19) of a third planetary gear set (6) whose planet gears (24 )
- einerseits mit einem Sonnenrad (16) kämmen, welches drehfest mit einem Sonnenrad (15) des zweiten Planentensatzes (5) gekoppelt ist und mittels des vierten Schaltelementes (B2) reibschlüssig mit dem Gehäuse (3) koppelbar ist und - andererseits mit einem Hohlrad (18) kämmen, welches drehfest mit dem Planetenträger (17) des ersten Planetensatzes (4) verbunden ist, der mittels des fünften Schaltelementes (K3) drehfest mit dem Hohlrad (22) des ersten Planetensatzes (4) koppelbar ist, wobei ein Planetenträger (14) der Planetenräder (25) des zweiten Planetensatzes (5) drehfest mit der- On the one hand with a sun gear (16) mesh, which is rotatably coupled to a sun gear (15) of the second planetary set (5) and by means of the fourth switching element (B2) frictionally coupled to the housing (3) and - On the other hand with a ring gear (18) mesh, which is rotatably connected to the planet carrier (17) of the first planetary gear set (4), by means of the fifth switching element (K3) rotatably coupled to the ring gear (22) of the first planetary gear set (4) , wherein a planet carrier (14) of the planet wheels (25) of the second planetary gear set (5) rotatably with the
Getriebeausgangswelle (2) gekoppelt ist.Transmission output shaft (2) is coupled.
2. Planetenautomatikgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (El bzw. E2 bzw. E3 bzw. E4 bzw. E5) vorgesehen ist, der bei Stillstand der Getriebeeingangswelle (1) diese antreiben kann.2. Planetary automatic transmission according to claim 1, characterized in that an electric motor (El or E2 or E3 or E4 or E5 or E5) is provided, which at standstill of the transmission input shaft (1) can drive them.
3. Planetenautomatikgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass ein CVT-Modus vorgesehen ist.3. Planetary automatic transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a CVT mode is provided.
4. Planetenautomatikgetriebe nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (19) des dritten Planetensatzes (6) zum Betrieb im CVT-Modus mit einem Elektromotor (E2) koppelbar ist.4. Planetary automatic transmission according to claim 3, characterized in that the planet carrier (19) of the third planetary gear set (6) for operation in the CVT mode with an electric motor (E2) can be coupled.
5. Planetenautomatikgetriebe nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (Kl) im CVT-Modus eingerückt ist5. Planetary automatic transmission according to claim 4, characterized in that the first switching element (Kl) is engaged in the CVT mode
6. Planetenautomatikgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtspreizung (φi/6) ca. sieben beträgt. 6. Planetary automatic transmission according to claim 1, characterized in that a total spread (φi / 6 ) is about seven.
7. Planetenautomatikgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass drei Schaltelemente (Kl, K2 , Bl) vor den drei Planetensätzen (4, 5, 6) angeordnet sind, wohingegen zwei Schaltelemente (K3, B2/E1) hinter den drei Planetensätzen (4, 5, 6) angeordnet sind. 7. Planetary automatic transmission according to one of the preceding claims, characterized in that three switching elements (Kl, K2, Bl) in front of the three planetary gear sets (4, 5, 6) are arranged, whereas two switching elements (K3, B2 / E1) behind the three planetary gear sets (4, 5, 6) are arranged.
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