WO2016075335A1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie verfahren zu deren betrieb Download PDF

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WO2016075335A1 PCT/EP2015/076724 EP2015076724W WO2016075335A1 WO 2016075335 A1 WO2016075335 A1 WO 2016075335A1 EP 2015076724 W EP2015076724 W EP 2015076724W WO 2016075335 A1 WO2016075335 A1 WO 2016075335A1
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input shaft
planetary gear
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Muammer YOLGA
Helmut Kassler
Ivan ANDRASEC
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Avl List Gmbh
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    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a torque transmission device with two input shafts, one output shaft and at least two planetary gears. Furthermore, the present invention relates to a method for operating such a torque transmission device.
  • Motor vehicles generally have a drive train which, in addition to a torque transmission device, has a drive unit, in particular an internal combustion engine.
  • the torque transmission device may have a plurality of different ratios or ratios, hereinafter referred to as common translation, for adapting the operating behavior of the drive unit requirements of the operation of the motor vehicle.
  • Alternative drive concepts in particular hybrid concepts, often have a second unit, in particular an electric machine, which is also integrated in the drive train.
  • WO 2014/063980 A1 relates to a transmission and a method for its operation.
  • the transmission is formed with a drive train having a primary drive with a primary drive shaft.
  • Such a transmission has a Ravigneaux planetary gear set with a double planetary gear with two sun gear, a planet carrier shaft and at least one ring gear and an upstream, designed as a reduction gear simple planetary gear set with the gear sun gear, web and ring gear, a first of the transmission elements of the simple planetary gear set fixed to the housing is trained.
  • the US 8,246,500 B2 relates to a drive device for a hybrid vehicle with an internal combustion engine and an electric motor as a drive line sources and aims in particular a reduction of the power transmission device and an improvement of Brennellegged.
  • DE 10 2006 044 885 A1 relates to hybrid power transmission trains having an engine, a transmission and two motor / generators and is characterized by a series hybrid mode and a fixed gear ratio mode. Based on this prior art, it is an object of the invention to provide an improved torque transmitting device and method of operating the same.
  • a first aspect of the invention relates to a torque transmission device, in particular for a motor vehicle, which has a first input shaft and a second input shaft, two planetary gear sets, an output shaft and three shift elements.
  • the first planetary gear set preferably comprises, as first gear elements, at least one first planet gear for meshing with a first sun gear and with a first ring gear and a planet carrier for rotatably supporting the at least one planetary gear.
  • the second planetary gear set has as second gear elements preferably the planet carrier and at least one second planetary gear and either a second sun gear or a second ring gear or both the second sun gear and the second ring gear, wherein the at least one second planetary gear with the second ring gear and / or the second sun gear meshes, is rotatably supported by the planet carrier and additionally meshes with one of the first planetary gears.
  • the output shaft is preferably configured to output a torque, in particular to an impeller of the motor vehicle, and a first shift element is designed as a second disconnect clutch for rotational connection of the first input shaft with a transmission element A of the first transmission elements.
  • the first switching element is in this case in particular not rotationally connected to the output shaft.
  • the second switching element and the third switching element are preferably selected from a group of three switching elements.
  • This group comprises the following switching elements: A first separating clutch C1 for rotational connection of the first sun gear and the first transmission element A, a third separating clutch for rotational connection of the first input shaft with a second ring gear, which is provided in connection with the third separating clutch as a further second transmission element and with the at least one second planetary gear meshes and a first braking means for releasably securing the second sun gear.
  • the second switching element and third switching element in this case preferably represent two different of the three aforementioned possible switching elements.
  • a second aspect of the invention also relates to a torque transmission device, in particular for a motor vehicle, which has a first and a second input shaft, three planetary gear sets, three shift elements and an output shaft.
  • the first planetary gear set preferably comprises, as first gear elements, at least one first planet gear for meshing with a first sun gear and with a first ring gear and a planet carrier for rotatably supporting the at least one first planet gear.
  • the second planetary gear set has as second gear elements preferably the planet carrier and at least a second planetary gear and either a second sun gear or a second ring gear or both the second sun gear and the second ring gear, wherein the at least one second planetary gear with the second sun gear and / or second ring gear meshes and is rotatably supported by the planet carrier.
  • a third planetary gear set has as gear elements preferably at least a third planet gear for meshing with a third sun gear and at least a fifth planet gear for meshing with at least one third planet gear, wherein the third sun gear is rotatably connected to the first sun gear, wherein the at least one third planetary gear and the at least a fifth planet gear are rotatably supported by the planet carrier.
  • the first switching element is preferably designed as a third separating clutch for rotational connection of the first input shaft with a transmission element A of the first transmission elements.
  • the second and third shift elements are preferably selected from a group of three shift elements, this group comprising: a first disconnect clutch for rotatably connecting the sun gear and the transmission element A, a third disconnect clutch for pivotally connecting the first input shaft to a second ring gear and / or one third ring gear.
  • Both the second ring gear as well as the third Ring gear are part of the torque transmission device in a configuration with third clutch as the second transmission element and third transmission element.
  • the second ring gear meshes with the at least one second planetary gear and the third ring gear with the at least one fifth planetary gear.
  • the last possible switching element of the group is preferably a first braking device for releasably fixing a second sun gear.
  • This second sun gear is in one embodiment with the first brake device as a further second transmission element present and meshes with the at least one second planetary gear.
  • the second switching element and the third switching element are in this case preferably two different switching elements from the group of the aforementioned switching elements.
  • the second input shaft is preferably rotatably connected to the sun gear or lubverbindbar and the output shaft is preferably rotationally connected or lubverbindbar with one of the first transmission elements.
  • the torque transmission device By means of the three switching elements, depending on which switching elements are selected and how they are arranged relative to one another, preferably at least four, five or six different operating modes of the torque transmission device can be selected or activated in order to operate units which are respectively connected to the first and second input shafts are connected to adapt to the requirements of the operation of the motor vehicle.
  • These operating modes can preferably be assigned to three different operating modes.
  • a power flow is transmitted exclusively from the first input shaft to the output shaft.
  • an internal combustion engine preferably applies only a torque to the first input shaft, and an electric machine rotates without generating a torque at the second input shaft (conventional operation or parallel hybrid operation).
  • the electric motor can deliver an output torque (boost function) or record a moment (recuperation operation).
  • the torque transmission device preferably has three operating modes in this operating mode, which correspond to three discrete ratios from the first input shaft to the output shaft.
  • the power flow is transmitted exclusively to the output shaft via the second input shaft.
  • an electric machine preferably acts on the output shaft at least indirectly with a torque (electromotive operation).
  • the rotational speed and / or the direction of rotation of the rotor of an electric machine can be changed, wherein according to the invention at least one discrete ratio is selectable.
  • a third operating mode the power flow is transmitted to the output shaft via the first input shaft and the second input shaft, wherein the ratio between the first input shaft and the output shaft is infinitely variable by a variation of torque, rotational speeds and / or rotational direction of the second input shaft within a selectable defined gear range ,
  • both an internal combustion engine via the first input shaft and an electric machine via the second input shaft torque hybrid operation or electrical CVT operation - E-CVT.
  • the power at the output shaft can be varied continuously by operating an electric machine in regenerative or motor operation on the second input shaft.
  • variable ratios can be achieved, and in particular, the internal combustion engine can be operated with improved efficiency in a preferred speed range.
  • the hybrid operating mode or the hybrid operating modes therefore enable a particularly efficient operation of a drive train.
  • the speed of the internal combustion engine is preferably always in accordance with the required moment optimized to a best possible operating point.
  • the speed of the electric machine is here regulated so that the speed and torque of the internal combustion engine are optimal.
  • the speed of the internal combustion engine can be adjusted independently of the vehicle speed. For the electric machine, a certain range for the torque provided or branched off is available in these stages.
  • a parallel hybrid operation can not be arbitrarily changed between a power supply of the internal combustion engine and the electric machine, but there are interpretations only certain combinations possible, which cover a specific speed / torque range.
  • Hybrid modes are particularly advantageous for low speeds and relatively small ratios. Then these modes serve as traction and the electric machine supports the engine. During startup, therefore, the speed of the internal combustion engine can be kept low in order to optimize consumption and a required torque can be made available by the electric machine. Furthermore, the electric machine, for example, at higher speeds, be operated in generator mode and provide a motor vehicle with energy or charge an electrical energy storage.
  • the provision of continuously variable speed stages reduces the need to provide more and more speed torque transmitting devices to achieve a corresponding transmission spread for efficient operation of an internal combustion engine.
  • the manufacturing costs and the weight of a torque transmission device can be reduced.
  • the increased operating range with low fuel consumption of the internal combustion engine together with a corresponding dimensioning of the internal combustion engine and the hybridization allow an increase in the step sizes of the transmission ratios between individual translations and thereby reducing the number of conventional gears without a significant disadvantage of consumption, especially against seven to tenchteen Driven by the state of the art.
  • the torque transmission device By achieved by means of the torque transmission device according to the invention greater spread of the translation or an improved gradation of the translation and the choice of four to six different modes in three operating modes, the performance of an internal combustion engine, which is connected to the torque transmitting device, better meet requirements of the Operation of the motor vehicle to be adjusted, whereby in particular the efficiency of the overall system is increased.
  • a torque transmission device both in accordance with the first aspect and in accordance with the second aspect of the invention, can be realized in a particularly space-saving manner, thereby saving installation space in a motor vehicle.
  • An input shaft in the sense of the invention is a shaft which serves for at least indirect rotational connection with a drive machine or for receiving a torque of this drive machine.
  • these prime movers and the torque transmitting device are part of the same powertrain of a motor vehicle.
  • the input shafts are primarily supported by a transmission housing of the torque transmission device or mounted in the transmission housing.
  • a planetary gear within the meaning of the invention is a device to understand, which serves to convert an input torque into an output torque (torque conversion) and this has gear elements.
  • the transmission elements preferably include a sun gear and / or toothed ring gear.
  • a planetary gear preferably has at least one planet gear, which meshes with the sun gear and / or the ring gear.
  • the planetary gear set has ring gear, sun gear and at least one planet gear, then it is generally spoken of a three-shaft transmission.
  • a three-shaft transmission there are preferably two shafts which have the same sign with respect to the shaft torque and a shaft with opposite signs.
  • the waves with the same sign are called Difference waves referred to, the wave with opposite signs is referred to as sum wave.
  • Shafts which can transmit both coupling performance and rolling power, are referred to as central shafts.
  • a three-shaft transmission preferably has a unique torque and speed behavior with respect to the difference and sum waves. But in order to describe a three-shaft gearbox kinematic, one makes do with the so-called state translation. Stand translation is defined as the ratio between the two central shafts when the planet carrier shaft is stationary. The stand translation can be positive or negative, which in turn makes a distinction in so-called plus and minus gears necessary.
  • a minus gear designates a three-shaft gearbox, in which both central shafts simultaneously represent the differential shafts, the remaining planetary carrier shaft is here the sum shaft.
  • a plus gear refers to a three-shaft gearbox in which the planet carrier waves and one of the two central shafts represent the difference waves, the remaining central shaft is then the sum shaft.
  • a planetary gear set with one or more pairs of planetary gears wherein in each case the first planetary gear meshes with the sun gear and the second planetary gear, and the second planetary gear with the ring gear and the first planetary gear, form the planet carrier shaft and the sun gear as the first central shaft, the difference waves, the ring gear as second central shaft is the sum wave.
  • This planetary gear has So the kinematics of a Plusgethebes.
  • the planet carrier with the planet carrier shaft serves for rotatably supporting the planet gears.
  • a switching element according to the invention is an element for changing a switching state of one of the transmission elements, wherein between at least two different states can be switched.
  • brake devices and disconnect couplings are switching elements.
  • a braking device is used for releasably fixing at least one of the transmission elements, in particular on the transmission housing.
  • the fixed transmission element may preferably not rotate during blocked torque during the torque conversion.
  • a separating clutch according to the invention is a mechanical device with at least two coupling parts, wherein the two coupling parts are mechanically connected in a closed state of the separating clutch with each other, in particular frictionally engaged or positively locked and can rotate independently in an open state.
  • the two coupling parts each with a shaft, in particular cohesively, rotatably connected.
  • An output shaft according to the invention is a shaft which serves at least indirectly in rotational connection with an impeller of the motor vehicle (drive wheel) to be driven for locomotion of the motor vehicle, and can be acted upon by a torque.
  • An electric machine is an arrangement of stator and rotor which can interact electromagnetically with each other.
  • the stator in particular rotatably connectable with the transmission housing, the rotor act on the rotor with electromagnetic forces such that the rotor can deliver a torque, wherein the electric machine acts as an electric motor (engine operation).
  • the stator in particular rotatably connectable with the transmission housing, can be acted upon by the rotor by the rotor with electromagnetic forces such that the electric machine can provide electrical energy and as an electrical generator acts (generator operation).
  • the stator may selectively bias the rotor to rotate in one of two opposite directions of rotation.
  • the electric machine is designed such that the rotational speed of the rotor can assume different values within the rotational speed interval.
  • the electric machine can apply a torque to a first transmission element when the first or third disconnect clutch is open instead of the internal combustion engine.
  • the first ring gear and the second ring gear are rotatable relative to each other.
  • the torque transmission device according to the invention has a second braking device, designed for releasably fixing the output shaft.
  • the torque transmission device preferably has a fourth operating mode.
  • this has a first gear stage, which is preferably upstream of the second input shaft, in particular a spur gear or a chain transmission. If the second input shaft, for example, rotatably connected to an electric machine, so by the first gear ratio be reduced relatively high operating speed of the electric machine to make them compatible with the speeds of the planetary gear.
  • the torque transmission device comprises a flywheel, in particular a two-mass flywheel, which is preferably upstream of the first input shaft and / or the second input shaft.
  • the torque transmission device according to the invention has a second transmission stage, which is preferably downstream of the output shaft, and in particular, this second transmission stage has a further intermediate shaft.
  • This second gear ratio is in particular arranged between the output shaft and a differential of a vehicle in which the torque transmission device according to the invention is installed in order to reduce the relatively high rotational speeds of the torque transmission device according to the invention and to increase the torque at the output of the vehicle.
  • the first switching element for rotational connection of the first input shaft is configured with the planet carrier.
  • the first switching element is configured to the first input shaft with the first ring gear.
  • the first switching element is connected between the first input shaft and the first separating clutch.
  • the output shaft with the first ring gear is rotatably connected or nadoverbindbar.
  • the output shaft is rotatably connected to the planet carrier.
  • the torque transmission device according to the invention has a fourth planetary gear set, which has as a fourth gear element at least a fourth planetary gear for meshing with a fourth sun gear and a fourth ring gear and a fourth planet carrier for rotatably supporting the at least one fourth planetary gear.
  • the first input shaft is preferably additionally rotationally connected or rotationally connectable to the fourth ring gear, in particular by means of the first shifting element, which in this case is designed as a second separating clutch.
  • the fourth sun gear is rotatably connected to the housing of the torque transmitting device.
  • the fourth planet carrier is rotatably connected to the first sun gear or navverbindbar, in particular by means of a second or third switching element, which is designed as a first separating clutch.
  • the fourth planetary gear set is designed as a reduction or reduction gear to reduce the input speed.
  • the fourth planetary gear set is designed as a negative gear with reversal of the effective direction of the output torque. With the fourth planetary gear set, the spread of the available or shiftable ratios can be increased.
  • the planet carrier is rotatably connected to the fourth ring gear.
  • the fourth planet carrier with a second or third switching element which is designed as a first separating clutch, rotatively connected.
  • This embodiment can offer the advantage of an increased spread of available or switchable translations.
  • the separating clutches and / or braking devices hydraulic switching elements. Hydraulic switching elements are particularly reliable and can transmit high forces, in particular in the case of the separating clutch.
  • At least one main shaft with transport channels for lubricant, in particular oil provided.
  • the torque transmission device has a low-pressure pump for supplying the transmission elements with lubricant, in particular oil and / or a high-pressure pump for providing a hydraulic pressure to the separating clutches and / or braking devices.
  • lubricant in particular oil and / or a high-pressure pump for providing a hydraulic pressure to the separating clutches and / or braking devices.
  • at least some of the toothed gear elements have a helical toothing and / or a high toothing.
  • a helical toothing in the context of the invention is a not parallel to the rotation axis arrangement of the teeth on a gear. The provision of a helical gearing achieves better running smoothness and less noise, since each pair of teeth runs with a continuous transition into and out of engagement and thus the transmission of the torque is more uniform.
  • the torque transmission device according to the invention whose housing is constructed essentially of aluminum, magnesium or an alloy of at least one of these metals.
  • the use of such a light metal offers weight advantages and is also advantageous for a removal of any resulting frictional heat.
  • the gear elements are mounted radially by means of a needle bearing and axially by means of a stop. In a further advantageous embodiment of the torque transmission device according to the invention, this has exactly three switching elements.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle having a torque transmission device according to the invention according to the first or second aspect, an engine, in particular an internal combustion engine and / or a traction machine as an electric machine, wherein the prime mover with the first input shaft, the electric machine with the second input shaft and the output shaft rotatably connected to the output of the motor vehicle or are navverbindbar.
  • an engine in particular an internal combustion engine and / or a traction machine as an electric machine, wherein the prime mover with the first input shaft, the electric machine with the second input shaft and the output shaft rotatably connected to the output of the motor vehicle or are navverbindbar.
  • a fourth aspect of the invention relates to a method of operating (operating method) a torque transmission device of the first or second aspect of the invention.
  • this method of operation comprises the following steps:
  • step S-5 is carried out in such a way that the rotor of the electric machine can deliver a torque at different speeds and in one of two opposite directions of rotation.
  • the torque transmission device has a third disconnecting clutch as the second shifting element and a first braking device as the third shifting element, with the third disconnecting clutch being closed and the first braking device being blocked for a conventional first operating mode with a first gear ratio, for a conventional second one Operating mode with a second gear ratio the second disconnect clutch is closed and the first brake device is blocked, the second disconnect clutch and the third disconnect clutch are closed for a conventional third operating mode with a third gear ratio, the electric motor is activated and the first brake device is blocked for a fourth electromotive operating mode, for a hybrid fifth mode the electric machine is activated and the second disconnect clutch is closed, for a hybrid sixth mode the electromas chine activated and the third disconnect clutch are closed, and for preferably switchable regenerative seventh and / or eighth modes, the second disconnect clutch or the third disconnect clutch is closed and the second brake device is blocked.
  • the torque transmission device has a first disconnect clutch as the second shifting element and a first braking device as the third shifting element and the second disconnect clutch is closed for a conventional first operating mode with a first gear ratio and the braking device is blocked for an electromotive second operating mode activates the electric machine and the braking device are blocked for an electromotive third mode, the electric machine activated and the first disconnect clutch are closed, activated for a hybrid fourth mode, the electric machine and the second disconnect clutch are closed, and for a preferably switchable regenerative fifth mode, the second disconnect clutch closed and the second brake device is blocked.
  • the torque transmission device has a first disconnect clutch as the second shift element and a third disconnect clutch as the third shift element and the first disconnect clutch with a first gear ratio for a conventional first mode of operation and the third disconnect clutch are closed, the second disconnect clutch and the third disconnect clutch are closed for a conventional second mode of operation, the electric machine is activated and the first disconnect clutch is closed for a third electric mode, the electric machine is activated for a fourth hybrid mode the second disconnect clutch are closed, for a hybrid fifth mode the electric machine is activated and the third disconnect clutch is closed and for preferably switchable regenerative fifth and / or sixth modes the second disconnect clutch or the third disconnect clutch is closed and the second brake device (B2) is blocked.
  • a first disconnect clutch as the second shift element and a third disconnect clutch as the third shift element and the first disconnect clutch with a first gear ratio for a conventional first mode of operation and the third disconnect clutch are closed
  • the second disconnect clutch and the third disconnect clutch are closed for a conventional second mode of operation
  • the electric machine is activated and the first disconnect clutch is closed
  • the electric machine need not provide torque, and the engine applies torque to the first input shaft. By pressing at least one of the three switching elements while a translation can be selected. Likewise, the electric machine can deliver a drive torque in these operating modes (boost function) or record a moment (recuperation operation).
  • the electromotive mode the electric machine acts on the output shaft indirectly with a torque. In this case, the rotational speed and / or the direction of rotation of the rotor of the electric machine can be changed. Due to this electromotive operation emissions of an internal combustion engine, which is rotatably connected to the first input shaft, can be avoided and the high efficiency of the electric machine can be used.
  • both an internal combustion engine connected to the first input shaft and the electric motor preferably each output a torque.
  • the rotational speed and / or the direction of rotation of the rotor of the electric machine can be changed.
  • the internal combustion engine can be operated in a preferred, particularly efficient load range.
  • an internal combustion engine which is connected to the first input shaft, drive the electric machine in the stationary operation of the vehicle, so that a standby charge of an electrical energy storage is possible.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a torque transmission device according to an aspect of the invention
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • Figure 3 shows a second embodiment of the torque transmission device according to the second aspect of the invention.
  • Figure 4 is a translation plan and a switching table for the first and second
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the torque transmission device according to the second aspect of the invention.
  • Figure 7 is a translation plan and a switching table for the third and fourth
  • FIG. 8 shows a fifth embodiment of a torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • FIG. 9 shows a sixth embodiment of a torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • 10 shows a seventh embodiment of a torque transmission device according to the second aspect of the invention
  • Figure 1 1 a translation plan and a switching table for the fifth to seventh
  • Figure 12 shows an eighth embodiment of a torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • Figure 13 shows a ninth embodiment of a torque transmission device according to the first aspect of the invention
  • Figure 14 shows a tenth embodiment of a torque transmission device according to the second aspect of the invention
  • Figure 15 shows a translation plan and a shift table for the eighth to tenth
  • FIG. 1 shows schematically an embodiment of a motor vehicle 2, which has a torque transmission device 1 according to the invention.
  • the torque transmission device 1 preferably has a housing 10 whose essential components are preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the torque transmission device 1 preferably has a first gear stage 7, which is preferably upstream of the input shaft EW2 in order to adapt the rotational speed and the torque of an electric machine 4 to the operating range of the torque transmission device 1.
  • the torque transmission device 1 preferably has a flywheel 5, which is further preferably mounted on the first input shaft EW1 or is interposed between the output shaft of an internal combustion engine 3 and the first input shaft EW1.
  • the torque transmission device 1 preferably has a second gear stage 9, which, like the first gear stage 7, is preferably designed as a spur gear and is disposed between the output shaft AW and a differential 6 of the motor vehicle 2.
  • the second transmission stage 8 which further preferably has an intermediate shaft 9, the speed and torque applied to the output shaft AW can be adapted to the requirements for the output of the vehicle.
  • the first gear stage 7, the second gear stage 8 and / or the flywheel 5 are preferably also arranged in the housing 10 (deviating from the illustration in FIG. 1).
  • the second brake device B2 can be designed to fix the output axis of the motor vehicle 2, in particular this can be the parking brake of the motor vehicle 2.
  • the brake B2 which can also be arranged at any other point of the drive train or directly to the torque transmission device 1, the output shaft AW of the torque transmission device 1 can be set.
  • FIG. 2 schematically shows a torque transmission device 1 according to the first aspect of the invention, comprising a first input shaft EW1 rotatably connected to an internal combustion engine, two planetary gears PGS1, PGS2, a second input shaft EW2 rotatably connected to an electric machine EM, an output shaft AW, a first braking device B1 and two disconnect couplings C2, C3.
  • the first planetary gear set PGS1 has as first gear elements at least a first planetary gear P1, a first ring gear H1, a first sun gear S1 and a planet carrier PC.
  • the at least one planetary gear P1 meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear H1.
  • the planet carrier PC supports the at least one first planetary gear P1.
  • the second planetary gear set PGS2 has as second gear elements at least a second planetary gear P2, a second sun gear S2, a second ring gear H2 and the planet carrier PC.
  • the at least one second planetary gear P2 meshes with the second sun gear S2, the second ring gear H2 and one of the first planet gears P1 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the planet carrier PC is thus preferably a common transmission element of the first planetary gear set PGS1 and the second planetary gear set PGS2.
  • the drive shaft AW is designed to deliver a torque, in particular to an impeller of a motor vehicle, and is rotatably connected to the first ring gear H1 or lubverbindbar.
  • the brake device B1 is designed for the releasable fixing or blocking of the second sun gear S2, in particular a housing of the torque transmission device.
  • a second separating clutch C2 is designed for the separable rotational connection of the first input shaft EW1 with the planet carrier PC.
  • a third separating clutch C3 is designed for the separable rotational connection of the first input shaft EW1 with the second ring gear H2.
  • the second input shaft EW2 is preferably rotatably connected or rotatably connected to an electric machine 4 and can thus drive the first sun gear S1.
  • FIG. 3 schematically shows an exemplary second embodiment of a torque transmission device 1 according to the second aspect of the invention.
  • this has a first input shaft EW1, a second input shaft EW2 or a third separating clutch C3.
  • the second embodiment has three planetary gear sets PGS1, PGS2, PGS3.
  • the first planetary gear set PGS1 has as a first transmission element at least a first planetary gear P1, a first sun gear S1 and a first ring gear H1 and a Planet carrier PC on.
  • the at least one planet gear P1 meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear H1 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the second planetary gear set PGS2 has as second gear elements at least a second planetary gear P2, a second sun gear S2 and a second ring gear H2 and the planet carrier PC.
  • the at least one planet gear meshes with the second sun gear S2 and the second ring gear H2 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the third planetary gear set PGS3 has as third gear elements at least a third planetary gear P3 and a third sun gear S3, at least a fifth planetary gear P5, a third ring gear H3 and the planet carrier PC.
  • the at least one third planetary gear P3 meshes with the third sun gear S3.
  • the at least one fifth planetary gear P5 meshes with the third ring gear H3 and one of the third planetary gears P3.
  • the at least one third planetary gear P3 and the at least one fifth planetary gear P5 are rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the third sun gear S3 is rotatably connected to the first sun gear S1 and rotatably connected, and the third ring gear H3 is also rotatably connected or lubverbindbar with the second ring gear H2.
  • the planetary gear sets PGS1, PGS2, PGS3 therefore have the planet carrier PC preferably as a common transmission element.
  • the first and second planetary gear sets PGS1 and PGS2 are so-called minus gear
  • the third planetary gear set PGS3 is a so-called plus gear.
  • the output shaft AW is rotatably connected to the first ring gear H1 or fverbindbar and a first brake device B1 is configured for releasably fixing the second sun gear S2.
  • the second separating clutch C2 is preferably designed for the rotary connection of the first input shaft EW1 to the planet carrier PC and the third separating clutch C3 is preferably configured for rotational connection of the first input shaft EW1 with the second ring gear H2 and the third ring gear H3.
  • an electric machine 4 is preferably connected to the torque transmission device 1 and is in this case rotatably connected to the first sun gear S1 and the third sun gear S3.
  • the output shaft AW is preferably rotatably connected to the first ring gear H1 or rosverbindbar.
  • Fig. 4 shows a translation plan or so-called Kutzbach plan (left side) and a shift table (right side) for a torque transmission device 1 according to the invention according to the first and second embodiment of Figures 2 and 3.
  • the horizontal axis is the wheel axis, which is the position and the radii indicates the gears.
  • the peripheral speed is given as a radial function of each wheel.
  • X means a blocking brake device or a clutch in the closed state.
  • E-CVT modes continuously variable ratio ratios
  • an internal combustion engine 3 which is preferably rotatably connected to the first input shaft EW1 or navverbindbar, and the electric machine 4, a torque for operating the output shaft AW
  • the two Operating modes E-CVT1 and E-CVT2 different speed ranges of Internal combustion engine 3 relate.
  • the output shaft AW by pressing a second brake device B2, which is shown in Fig. 1 are held, with a power transmission from the first input shaft EW1 to the second input shaft EW2 is possible.
  • This feature can be used, for example, for stall loading or starting.
  • Fig. 5 schematically shows a third embodiment of a torque transmission device 1 according to the first aspect of the invention.
  • the third embodiment of FIG. 5 differs from the first embodiment of FIG. 2 in that the second separating clutch C2 is arranged to make a rotational connection between the first input shaft EW1 and the first ring gear H1 (instead of, as in FIG , with the planet carrier PC).
  • Fig. 6 schematically shows a fourth embodiment of a torque transmission device 1 according to the second aspect of the invention. This differs from the second embodiment shown in FIG. 3 in that the second separating clutch C2 can establish a rotational connection between the first input shaft EW1 and the first ring gear H1 (and not, as in FIG. 3, between the first input shaft EW1 and the first ring gear) Planet carrier PC).
  • Fig. 7 shows a translation plan (left side) and a shift table (right side) for a torque transmission device 1 of the third or fourth embodiments according to FIGS. 5 and 6.
  • the third disconnect clutch C3 and the first brake device B1 six different modes, which can be assigned to three modes of operation can be realized.
  • "X" means a blocked braking device or a separating clutch in the closed state.
  • these embodiments also have three modes H, i 2 , with three ratios, one mode E1 in the electromotive mode and two modes in the E-CVT mode.
  • a mode GEN can be switched in the generator operating mode.
  • Fig. 8 shows a fifth embodiment of a torque transmission device 1 according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • This embodiment also has a first input shaft EW1, a second input shaft EW2, an output shaft AW, two planetary gears PGS1, PGS2, a first brake device B1 and two disconnect clutches C1, C2.
  • the first planetary gear set PGS1 has as first gear elements at least a first planetary gear P1, a first sun gear S1, a first ring gear H1 and a planet carrier PC.
  • the at least one planet gear P1 meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear H1 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the second planetary gear set PGS2 has as second gear elements at least a second planetary gear P2, a second sun gear S2 and the planet carrier PC.
  • the at least one second planetary gear P2 is configured to mesh with the second sun gear S2 and one of the first planetary gears P1, and is rotatably supported by the planetary carrier PC.
  • the planet carrier PC is thus a common transmission element of the first planetary gear set PGS1 and the second planetary gear set PGS2.
  • the output shaft AW is configured to output a torque, in particular to an impeller of the motor vehicle, and is rotatably connected or rotationally connected to the planet carrier PC.
  • the planet carrier PC and the output shaft AW are integrally formed.
  • the first brake device B1 is designed for the releasable fixing or blocking of the second sun gear S2, in particular on a housing 10 of the torque transmission device.
  • a second brake device B2 is also not shown in this figure, but may in principle be provided for fixing the output shaft AW, for example on a housing 10 of the torque transmission device 1.
  • the output shaft AW is fixed in FIG. 1 by the second brake device B2 on the motor vehicle 1 itself.
  • a first separating clutch C1 can produce a rotational connection between the first ring gear H1 and the second input shaft EW2 and thus also with the first sun gear S1.
  • the second separating clutch C2 is designed for the separable rotational connection of the first input shaft EW1 with the first ring gear H1.
  • the first input shaft EW1 is preferably connectable or rotationally connected to an internal combustion engine 3 and the second input shaft EW2 is preferably rotatably connected or rotationally connected to an electric machine 4.
  • a second ring gear H2 of the second planetary gear set PGS2 is loose in this embodiment and therefore, as shown in Fig. 8, omitted.
  • FIG 9 shows a sixth embodiment of a torque transmission device according to the invention.
  • this embodiment represents a preferred development of the fifth embodiment of FIG. 8.
  • this torque transmission device additionally has a fourth planetary gear set PGS4.
  • This has at least a fourth planetary gear P4, a fourth sun gear S4 and a fourth ring gear H4 and a fourth planet carrier PC4.
  • the at least a fourth Planet P4 meshes with the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear H4 and is rotatably supported by the fourth planetary carrier PC4.
  • the fourth ring gear H4 is rotatably connected to the first ring gear H1.
  • the first separating clutch C1 is formed in this embodiment to make a rotational connection between the second input shaft EW2 and the fourth planet carrier PC4 and thus also between the first sun gear S1 and the fourth planet carrier PC4 and the fourth sun gear S4 is preferably provided with a housing 10 of the torque transmitting device 1 (see Fig. 1) rotatably connected or connectable bar.
  • FIG. 10 schematically shows a seventh embodiment of a torque transmission device 1 according to the second aspect of the invention.
  • This embodiment has a first input shaft EW1, a second input shaft EW2, an output shaft AW, three switching elements, namely two separating clutches C1, C2 and a braking device B1 and four planetary gear sets PGS1, PGS2, PGS3, PGS4.
  • a first planetary gear set PGS1 has as first gear elements at least a first planetary gear P1, a first sun gear S1, a first ring gear H1 and a planet carrier PC.
  • the at least one planet gear P1 meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear H1 and is rotatably supported by the first planetary carrier PC.
  • the second planetary gear set PGS2 has at least a second planetary gear P2 and a second sun gear S2.
  • the at least one planetary gear P2 meshes with the second sun gear S2 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the third planetary gear set PGS3 has as third gear elements at least a third planetary gear P3, at least a fifth planetary gear P5, a third sun gear S3 and the planet carrier PC.
  • the at least one third planetary gear P3 meshes with the third sun gear S3 and with one of the fifth planetary gears P5. Both the at least one third planetary gear P3 and the at least one planetary gear P5 are rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the planet carrier PC is thus preferably a common transmission element of the first to third planetary gear set PGS1, PGS2, PGS3.
  • the fourth planetary gear set PGS4 has at least one planetary gear P4, a fourth sun gear S4, a fourth ring gear H4 and a fourth planet carrier PC4.
  • the at least one fourth planetary gear P4 meshes with the fourth ring gear H4 and the fourth sun gear S4 and is supported by the fourth planet carrier PC4.
  • the fourth ring gear H4 is rotatably connected to the first ring gear H1.
  • the second separating clutch C2 is set up to produce a releasable rotational connection between the first input shaft EW1 and the first ring gear H1 and thus also the fourth ring gear H4.
  • the first separating clutch C1 is arranged to provide a releasable rotational connection between the fourth planetary carrier PC4 and the second input shaft EW2, which is rotatably connected to the fourth planet carrier PC4 or formed integrally therewith, with the first sun gear S1 and thus also with the third sun gear S3 produce.
  • the first brake device B1 is set up in order to detachably fix the second sun gear S2, in particular to a housing 10 of the torque transmission device 1.
  • the output shaft AW is rotatably connected or connectable to the planet carrier PC or is even integrally formed therewith.
  • a second brake device B2 can also be provided to releasably fix the output shaft AW, in particular to the housing 10 of the torque transmission device 1 or also to the motor vehicle 2, as shown in FIG. 11 shows a transmission map (left side) and a shift table (right side) for torque transmission devices 1 of the fifth to seventh embodiments shown in FIGS. 8 to 10.
  • X means a blocked braking device or a separating clutch in the closed state.
  • preferably five operating modes can be realized in four operating modes.
  • an operating mode with a translation is possible
  • two operating modes E1, E2 are possible
  • a mode is possible and preferably another mode GEN in the regenerative operating mode switchable.
  • Fig. 12 shows schematically an eighth embodiment of the torque transmission device 1 according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 12 differs from the third embodiment of the torque transmission device 1 according to the invention shown in FIG. 5 substantially in that a first disconnect clutch C1 is provided to produce a releasable rotational connection between the first ring gear H1 and the second input shaft EW2 and thus also the first sun gear S1 , Furthermore, the embodiment of FIG. 12 differs in that no first brake device B1 is provided and the second sun gear S2 can thus not be detachably fixed. As shown in Fig. 12, therefore, preferably no second sun gear S2 is provided in the second planetary gear set PGS2.
  • Fig. 13 shows a ninth embodiment of the torque transmission device 1 according to the first aspect of the invention.
  • the fourth Planetary gearset PGS4 preferably has at least a fourth planetary gear P4, a fourth sun gear S4, a fourth ring gear H4 and a fourth planet carrier PC4.
  • the at least one fourth planet gear P4 meshes with the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear H4 and is rotatably supported by the planet carrier PC.
  • the fourth ring gear H4 is rotatably connected or rotatably connected to the first ring gear H1 and the fourth sun gear S4 is rotationally fixed, in particular on a housing 10 of the torque transmission device 1, fixed.
  • the first separating clutch C1 is set up in this embodiment in order to releasably connect the fourth planet carrier PC4 to the second input shaft EW2 and thus to the first sun gear S1 in a rotationally fixed manner.
  • This tenth embodiment differs from the seventh embodiment shown in FIG. 10 in that a third separating clutch C3 between the first input shaft EW1 and the second ring gear H2, and thus also the third ring gear H3, can make a detachable rotary connection.
  • the tenth embodiment of FIG. 14 does not have a first brake device B1 for non-rotatably fixing the second sun gear S2 of the second planetary gear set PGS2, in particular on a housing 10 of the torque transmission device 1. Therefore, the tenth embodiment preferably also does not have a second sun gear S2, since this would rotate only loosely, as shown in Fig. 14.
  • Fig. 15 shows a translation plan (left side) and a shift table (right side) for the eighth to tenth embodiments of Figs. 12 to 14.
  • "x" indicates a locked brake device and a disconnect clutch in the closed state, respectively.
  • These embodiments preferably have seven modes in four modes of operation.
  • E In the conventional operating mode, two modes or ratios H, i 2 are possible, in the electromotive operating mode is an operating mode E1, in E-CVT operating mode are two modes E-CVT1, E-CVT2 possible.
  • a regenerative operating mode in two modes GEN1, GEN2 is also possible via a second brake device B2, not shown in FIGS. 12 to 14, in which an electric machine 4 connected to the second input shaft EW2 is stationary with an internal combustion engine 3 connected to the first input shaft EW1 Output shaft AW, which is releasably fixed by the second brake device B2, can be operated.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) weist eine erste Eingangswelle (EW1) und eine zweite Eingangswelle (EW2), zwei Planetengetriebesätze (PGS1, PGS2), eine Abtriebswelle (AW) und drei Schaltelemente (C1, C2, C3, B1) auf.

Description

Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie Verfahren zu deren Betrieb
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit zwei Eingangswellen, einer Abtriebswelle sowie wenigstens zwei Planetengetrieben. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben, ist jedoch in keiner Weise auf Kraftfahrzeuge beschränkt und kann auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen. Kraftfahrzeuge weisen im Allgemeinen einen Antriebsstrang auf, welcher neben einer Drehmomentübertragungsvorrichtung ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Brennkraftmaschine, aufweist. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann dabei mehrere verschiedene Übersetzungen oder Untersetzungen, nachfolgend gemeinsam Übersetzung genannt, zur Anpassung des Betriebsverhaltens des Antriebsaggregatsanforderungen des Betriebs des Kraftfahrzeugs, aufweisen.
Alternative Antriebskonzepte, insbesondere Hybrid-Konzepte, weisen häufig ein zweites Aggregat, insbesondere eine Elektromaschine, auf, welches ebenfalls in den Antriebsstrang eingebunden ist.
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung spielt dabei bei einigen Hybrid-Konzepten eine wichtige Rolle, da diese die Leistungsflüsse zwischen den einzelnen Aggregaten und dem Abtrieb steuert. So betrifft beispielsweise die WO 2014/063980 A1 ein Getriebe und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Das Getriebe ist mit einem Antriebsstrang ausgebildet, welcher einen Primärantrieb mit einer Primärantriebswelle aufweist. Ein solches Getriebe weist einen Ravigneaux-Planetensatz mit einem doppelten Planetengetriebe mit zwei Sonnenradwellen, einer Planetenträgerwelle und zumindest einer Hohlradwelle und einem vorgeschalteten, als Reduktionsgetriebe ausgebildeten einfachen Planetensatz mit den Getriebeelementen Sonnenrad, Steg und Hohlrad auf, wobei ein erstes der Getriebeelemente des einfachen Planetensatz gehäusefest ausgebildet ist. Die US 8,246,500 B2 betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor als Antriebsleitungsquellen und bezweckt insbesondere eine Verkleinerung der Leistungsübertragungseinrichtung und eine Verbesserung der Brennwirtschaftlichkeit. Die DE 10 2006 044 885 A1 betrifft Hybridkraftübertragungsstränge mit einer Maschine, einem Getriebe und zwei Motoren/Generatoren und ist durch eine Reihenhybridbetriebsart und durch eine Betriebsart mit festem Übersetzungsverhältnis charakterisiert. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der selbigen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, zwei Planetengetriebesätze, eine Abtriebswelle und drei Schaltelemente aufweist. Der erste Planetengetriebesatz weist als erste Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad und einen Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen Planetenrads auf.
Der zweite Planetengetriebesatz weist als zweite Getriebeelemente vorzugsweise den Planetenträger und wenigstens ein zweites Planetenrad und entweder ein zweites Sonnenrad oder ein zweites Hohlrad oder sowohl das zweite Sonnenrad als auch das zweite Hohlrad auf, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad mit dem zweiten Hohlrad und/oder dem zweiten Sonnenrad kämmt, drehbeweglich von dem Planetenträger abgestützt ist und zusätzlich mit einem der ersten Planetenräder kämmt.
Die Abtriebswelle ist vorzugsweise zur Abgabe eines Drehmoments, insbesondere an ein Laufrad des Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ein erstes Schaltelement ist als zweite Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente ausgestaltet. Das erste Schaltelement ist hierbei insbesondere nicht mit der Abtriebswelle drehverbunden.
Das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement sind vorzugsweise aus einer Gruppe von drei Schaltelementen ausgewählt. Diese Gruppe umfasst die folgenden Schaltelemente: Eine erste Trennkupplung C1 zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads und des ersten Getriebeelements A, eine dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem zweiten Hohlrad, welches in Verbindung mit der dritten Trennkupplung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad kämmt und eine erste Bremseinrichtung zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads.
Das zweite Schaltelement und dritte Schaltelement stellen hierbei vorzugsweise jeweils zwei unterschiedliche der drei vorgenannten möglichen Schaltelemente dar.
Die zweite Eingangswelle ist schließlich vorzugsweise mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ebenfalls eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche eine erste und zweite Eingangswelle, drei Planetengetriebesätze, drei Schaltelemente und eine Abtriebswelle aufweist.
Der erste Planetengetriebesatz weist als erste Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad und einem Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen ersten Planetenrads auf.
Der zweite Planetengetriebesatz weist als zweite Getriebeelemente vorzugsweise den Planetenträger und wenigstens ein zweites Planetenrad und entweder ein zweites Sonnenrad oder ein zweites Hohlrad oder sowohl das zweite Sonnenrad als auch das zweite Hohlrad auf, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad und/oder dem zweiten Hohlrad kämmt und drehbeweglich von dem Planetenträger abgestützt ist.
Ein dritter Planetengetriebesatz weist als Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein drittes Planetenrad zum Kämmen mit einem dritten Sonnenrad und wenigstens ein fünftes Planetenrad zum Kämmen mit wenigstens einem dritten Planetenrad auf, wobei das dritte Sonnenrad mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden ist, wobei das wenigstens eine dritte Planetenrad und das wenigstens eine fünfte Planetenrad drehbeweglich mit dem Planetenträger abgestützt sind. Das erste Schaltelement ist vorzugsweise als dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente ausgestaltet.
Das zweite und das dritte Schaltelement sind vorzugsweise aus einer Gruppe von drei Schaltelementen ausgewählt, wobei diese Gruppe umfasst: eine erste Trennkupplung zur Drehverbindung des Sonnenrads und des Getriebeelements A, eine dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem zweiten Hohlrad und/oder mit einem dritten Hohlrad. Sowohl das zweite Hohlrad wie auch das dritte Hohlrad sind bei einer Ausgestaltung mit dritter Trennkupplung als zweites Getriebeelement bzw. drittes Getriebeelement Teil der Drehmomentübertragungsvorrichtung. Vorzugsweise kämmt hierbei das zweite Hohlrad mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad und das dritte Hohlrad mit dem wenigstens einen fünften Planetenrad.
Das letzte mögliche Schaltelement der Gruppe ist vorzugsweise eine erste Bremseinrichtung zum lösbaren Festlegen eines zweiten Sonnenrads. Dieses zweite Sonnenrad ist bei einer Ausgestaltung mit erster Bremseinrichtung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden und kämmt mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad.
Das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement sind hierbei vorzugsweise zwei unterschiedliche Schaltelemente aus der Gruppe der vorgenannten Schaltelemente. Die zweite Eingangswelle ist vorzugsweise mit dem Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar und die Abtriebswelle ist vorzugsweise mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden bzw. drehverbindbar.
Mittels der drei Schaltelemente können, je nachdem, welche Schaltelemente gewählt und wie diese zueinander angeordnet sind, vorzugsweise wenigstens vier, fünf oder sechs verschiedene Betriebsarten der Drehmomentübertragungsvorrichtung angewählt bzw. aktiviert werden, um den Betrieb von Aggregaten, welche jeweils an die erste und zweite Eingangswelle angeschlossen sind, an die Anforderungen des Betriebs des Kraftfahrzeuges anzupassen.
Diese Betriebsarten können vorzugsweise drei unterschiedlichen Betriebsmodi zugeordnet werden.
In einem ersten Betriebsmodus wird ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle an die Abtriebswelle übertragen. Vorzugsweise beaufschlagt hierbei eine Brennkraftmaschine lediglich die erste Eingangswelle mit einem Drehmoment und eine Elektromaschine dreht sich, ohne einen Moment zu erzeugen, an der zweiten Eingangswelle mit (konventioneller Betrieb beziehungsweise Parallelhybridbetrieb). Ebenso kann der Elektromotor in diesem Betriebsmodus ein Abtriebsmoment abgeben (Boost-Funktion) oder ein Moment aufnehmen (Rekuperationsbetrieb). Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung weist in diesem Betriebsmodus vorzugsweise drei Betriebsarten auf, welchen drei diskreten Übersetzungen von der ersten Eingangswelle zur Abtriebswelle entsprechen.
In einem zweiten Betriebsmodus wird der Leistungsfluss ausschließlich über die zweite Eingangswelle an die Abtriebswelle übertragen. Vorzugsweise beaufschlagt hierbei eine Elektromaschine die Abtriebswelle wenigstens mittelbar mit einem Drehmoment (elektromotorischer Betrieb). Dabei kann vorzugsweise die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors einer Elektromaschine verändert werden, wobei erfindungsgemäß wenigstens eine diskrete Übersetzung wählbar ist. Durch den Elektrobetrieb können Emissionen einer Brennkraftmaschine vermieden und der hohe Wirkungsgrad der Elektromaschine, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten, genutzt werden.
In einem dritten Betriebsmodus wird der Leistungsfluss über die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen, wobei die Übersetzung zwischen erster Eingangswelle und Abtriebswelle durch eine Variation von Drehmoment, Drehzahlen und/oder Drehrichtung der zweiten Eingangswelle innerhalb eines wählbaren definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist. In diesem Betriebsmodus können sowohl eine Brennkraftmaschine über die erste Eingangswelle als auch eine Elektromaschine über die zweite Eingangswelle ein Drehmoment abgeben (Hybridbetrieb bzw. elektrischer CVT-Betrieb - E-CVT). Insbesondere kann in diesem Betriebsmodus die Leistung an der Ausgangswelle stufenlos variiert werden, indem an der zweiten Eingangswelle eine Elektromaschine im generatorischen oder motorischen Betrieb betrieben wird. Damit können variable Übersetzungen erreicht werden, und insbesondere kann die Brennkraftmaschine mit verbessertem Wirkungsgrad in einem bevorzugten Drehzahlbereich betrieben werden.
Die hybride Betriebsart bzw. die hybriden Betriebsarten ermöglichen daher einen besonders effizienten Betrieb eines Antriebsstrangs. In diesen Betriebsarten wird nämlich die Drehzahl der Brennkraftmaschine vorzugsweise stets entsprechend dem geforderten Moment auf einen bestmöglichen Betriebspunkt optimiert. Die Drehzahl der Elektromaschine wird hierbei so geregelt, dass Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine optimal sind. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine kann dadurch unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden. Für die Elektro- maschine steht in diesen Stufen ein bestimmter Bereich für das von ihr bereitgestellte bzw. abgezweigte Drehmoment zur Verfügung. Im Unterschied zu einem Parallelhybridbetrieb kann hierbei nicht beliebig zwischen einer Leistungsbereitstellung der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine gewechselt werden, sondern es sind auslegungsbedingt nur bestimmte Kombinationen möglich, welche einen bestimmten Drehzahl-/ Drehmomentbereich abdecken.
Hybride Betriebsarten sind insbesondere vorteilhaft für niedrige Drehzahlen und bei relativ kleinen Übersetzungen. Dann dienen diese Betriebsarten als Anfahrhilfe und die Elektromaschine unterstützt die Brennkraftmaschine. Im Anfahren kann daher die Drehzahl der Brennkraftmaschine verbrauchsoptimiert niedrig gehalten und ein erforderliches Moment von der Elektromaschine zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin kann die Elektromaschine, beispielsweise bei höheren Drehzahlen, im Generatorbetrieb betrieben werden und ein Kraftfahrzeug mit Energie versorgen bzw. einen elektrischen Energiespeicher aufladen.
Das Vorsehen von kontinuierlich verstellbaren Gangstufen verringert die Notwendigkeit, Drehmomentübertragungsvorrichtungen mit immer mehr Gängen vorzusehen, um eine entsprechende Übersetzungsspreizung zum effizienten Betrieb einer Brennkraftmaschine zu erreichen. Durch die entsprechende Einsparung an Getriebekomponenten können die Herstellungskosten und das Gewicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung verringert werden. Der vergrößerte Betriebsbereich mit geringem Verbrauch der Brennkraftmaschine zusammen mit einer entsprechenden Dimensionierung der Brennkraftmaschine und der Hybridisierung ermöglichen eine Vergrößerung der Schrittgrößen der Übertragungsverhältnisse zwischen einzelnen Übersetzungen und dadurch eine Verringerung der Anzahl an konventionellen Gängen ohne einen signifikanten Nachteil des Verbrauchs, insbesondere gegenüber sieben- bis zehngängigen Getrieben des Stands der Technik. Durch die mittels der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung erreichte größere Spreizung der Übersetzung bzw. einer verbesserten Abstufung der Übersetzung und der Wahl aus vier bis sechs verschiedenen Betriebsarten in drei Betriebsmodi kann das Betriebsverhalten einer Brennkraftmaschine, welche an die Drehmoment- Übertragungsvorrichtung angeschlossen ist, besser an Anforderungen aus dem Betrieb des Kraftfahrzeugs angepasst werden, wodurch insbesondere der Wirkungsgrad des Gesamtsystems vergrößert wird.
Zusätzlich lässt sich eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung, sowohl gemäß dem ersten Aspekt als auch gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, besonders platzsparend realisieren und spart dadurch Bauraum in einem Kraftfahrzeug ein.
Eine Eingangswelle im Sinne der Erfindung ist eine Welle, welche zur zumindest mittelbaren Drehverbindung mit einer Antriebsmaschine bzw. zur Aufnahme eines Drehmoments dieser Antriebsmaschine dient. Vorzugsweise sind diese Antriebsmaschinen und die Drehmomentübertragungsvorrichtung Teil desselben Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise sind die Eingangswellen durch ein Getriebegehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung primär abgestützt bzw. im Getriebegehäuse gelagert.
Unter einem Planetengetriebe im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche der Wandlung eines Eingangsdrehmoments in ein Ausgangsdrehmoment (Drehmomentwandlung) dient und hierzu Getriebeelemente aufweist. Zu den Getriebe- elementen gehört vorzugsweise ein Sonnenrad und/oder verzahntes Hohlrad. Des Weiteren weist ein Planetengetriebe vorzugsweise wenigstens ein Planetenrad auf, welches mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmt.
Weist der Planetengetriebesatz Hohlrad, Sonnenrad und wenigstens ein Planetenrad auf, so wird im Allgemeinen von einem Drei-Wellen-Getriebe gesprochen. Bei einem solchen Drei-Wellen-Getriebe gibt es vorzugsweise zwei Wellen, welche bezogen auf das Wellenmoment das gleiche Vorzeichen besitzen, und eine Welle mit entgegengesetzten Vorzeichen. Die Wellen mit gleichem Vorzeichen werden als Differenzwellen bezeichnet, die Welle mit entgegengesetzten Vorzeichen wird als Summenwelle bezeichnet. Als Planetentragerwelle wird jene Welle bezeichnet, welche nur Kupplungsleistungen übertragen kann. Wellen, welche sowohl Kupplungsleistungen als auch Wälzleistungen übertragen können, werden als Zentralwellen bezeichnet.
Ein Drei-Wellen-Getriebe besitzt vorzugsweise ein eindeutiges Momenten- und Drehzahlverhalten in Bezug auf die Differenz- und Summenwellen. Um aber ein Drei- Wellen-Getriebe kinematisch zu beschreiben, behilft man sich mit der sogenannten Standübersetzung. Die Standübersetzung wird definiert als die Übersetzung zwischen den beiden Zentralwellen bei stillstehender Planetentragerwelle. Die Standübersetzung kann positiv oder negativ sein, das wiederum macht eine Unterscheidung in sogenannte Plus- und Minus-Getriebe notwendig.
Ein Minusgetriebe bezeichnet ein Drei-Wellen-Getriebe, bei dem beide Zentralwellen zugleich die Differenzwellen darstellen, die übrige Planetentragerwelle ist hierbei die Summenwelle.
Ein Plusgetriebe bezeichnet ein Drei-Wellen-Getriebe, bei die Planetenträgerwellen und eine der beiden Zentralwellen die Differenzwellen darstellen, die übrige Zentralwelle ist dann die Summenwelle.
Bei einem einfachen Planetenradsatz mit nur einem Planetenradsatz, welcher einerseits mit dem Sonnenrad kämmt und andererseits auch mit dem Hohlrad kämmt, sind die beiden Zentralwellen, Sonnenrad und Hohlrad, die Differenzwellen, die Planetenträgerwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetenradsatz besitzt also die Kinematik eines Minusgetriebes.
Bei einem Planetenradsatz mit einem oder mehreren Planetenradpaaren, wobei jeweils das erste Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem zweiten Planetenrad, und das zweite Planetenrad mit dem Hohlrad und dem ersten Planetenrad kämmt, bilden die Planetenträgerwelle und das Sonnenrad als erste Zentralwelle die Differenzwellen, das Hohlrad als zweite Zentralwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetenradsatz besitzt also die Kinematik eines Plusgethebes. Der Planetenträger mit der Planetenträgerwelle dient zum drehbeweglichen Abstützen der Planetenräder.
Ein Schaltelement im Sinne der Erfindung ist ein Element zur Veränderung eines Schaltzustandes eines der Getriebeelemente, wobei zwischen wenigstens zwei verschiedenen Zuständen geschaltet werden kann. Insbesondere Bremseinrichtungen und Trennkupplungen sind Schaltelemente.
Eine Bremseinrichtung im Sinne der Erfindung dient zum lösbaren Festlegen wenigstens eines der Getriebeelemente, insbesondere an dem Getriebegehäuse. Das festgelegte Getriebeelement kann vorzugsweise bei blockierter Bremseinrichtung während der Drehmomentwandlung nicht rotieren.
Eine Trennkupplung im Sinne der Erfindung ist eine mechanische Einrichtung mit wenigstens zwei Kupplungsteilen, wobei die beiden Kupplungsteile in einem Schließzustand der Trennkupplung miteinander mechanisch, insbesondere reibschlüssig oder formschlüssig drehverbunden sind und in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander rotieren können. Vorzugsweise sind die beiden Kupplungsteile jeweils mit einer Welle, insbesondere stoffschlüssig, drehverbunden.
Eine Abtriebswelle im Sinne der Erfindung ist eine Welle, welche zumindest mittelbar in Drehverbindung mit einem zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs anzutreibenden Laufrad des Kraftfahrzeugs (Antriebsrad) dient, und dazu mit einem Drehmoment beaufschlagt werden kann.
Eine Elektromaschine im Sinne der Erfindung ist eine Anordnung aus Stator und Rotor, welche miteinander elektromagnetisch wechselwirken können. Vorzugsweise kann der, insbesondere mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbare, Stator den Rotor mit elektromagnetischen Kräften derart beaufschlagen, dass der Rotor ein Drehmoment abgeben kann, wobei die Elektromaschine als Elektromotor wirkt (Motorbetrieb). Alternativ kann der, insbesondere mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbare, Stator vom Rotor derart mit elektromagnetischen Kräften beaufschlagt werden, dass die Elektromaschine elektrische Energie bereitstellen kann und als elektrischer Generator wirkt (Generatorbetrieb). Der Stator kann den Rotor wahlweise zur Rotation in einer von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen beaufschlagen. Die Elektromaschine ist derart ausgestaltet, dass die Drehzahl des Rotors verschiedene Werte innerhalb des Drehzahlintervalls annehmen kann. Insbesondere kann die Elektromaschine ein erstes Getriebeelement bei geöffneter erster oder dritter Trennkupplung anstelle der Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment beaufschlagen.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Drehmomentübertragungsvorrichtung beschrieben, die jeweils miteinander kombiniert werden können, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Drehmomentübertragungsvorrichtung sind das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad gegeneinander drehbeweglich. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung eine zweite Bremseinrichtung auf, eingerichtet zum lösbaren Festlegen der Abtriebswelle. In diesem Fall weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung vorzugsweise einen vierten Betriebsmodus auf. Wird die Drehmomentübertragungsvorrichtung mit festgelegter Abtriebswelle in einem E- CVT-Modus betrieben, wird ein Leistungsfluss, welcher beispielsweise von einer Brennkraftkraftmaschine auf die erste Eingangswelle wirkt, über die zweite Eingangswelle zu einer vorzugsweise mit dieser verbundenen Elektromaschine übertragen. Hierdurch kann ein Fahrzeug, welches mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgestattet ist, beispielsweise im Stand beladen werden. Umgekehrt kann auch, bei entsprechender Übersetzung, die Brennkraftmaschine vorzugsweise mit der Elektromaschine gestartet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist diese eine erste Übersetzungsstufe auf, die vorzugsweise der zweiten Eingangswelle vorgelagert ist, insbesondere ein Stirnradgetriebe oder ein Kettengetriebe. Ist die zweite Eingangswelle beispielsweise mit einer Elektromaschine drehverbunden, so kann durch die erste Übersetzungsstufe die relativ hohe Betriebs-drehzahl der Elektromaschine herabgesetzt werden, um diese mit den Drehzahlen der Planetengetriebe kompatibel zu machen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung ein Schwungrad auf, insbesondere ein Zwei- Massen-Schwungrad, welches vorzugsweise der ersten Eingangswelle und/oder der zweiten Eingangswelle vorgelagert ist. Durch das Vorsehen eines Schwungrads, insbesondere an der ersten Eingangswelle, wenn diese mit einer Brennkraftmaschine drehverbunden ist, können Schwingungen in einem auf diese Weise gebildeten Antriebsstrang ausgeglichen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung eine zweite Übersetzungsstufe auf, die vorzugsweise der Abtriebswelle nachgelagert ist, und insbesondere weist diese zweite Übersetzungsstufe eine weitere Zwischenwelle auf. Diese zweite Übersetzungsstufe ist insbesondere zwischen der Ausgangswelle und einem Differential eines Fahrzeugs, in welchem die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung verbaut ist, angeordnet, um die relativ hohen Drehzahlen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung herabzusetzen und das Drehmoment am Abtrieb des Fahrzeugs zu erhöhen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Schaltelement zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit dem Planetenträger ausgestaltet. Alternativ ist das erste Schaltelement zu der ersten Eingangswelle mit dem ersten Hohlrad ausgestaltet. Vorzugsweise ist das erste Schaltelement zwischen die erste Eingangswelle und die erste Trennkupplung geschaltet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Abtriebswelle mit dem ersten Hohlrad drehverbunden bzw. drehverbindbar. Alternativ ist die Abtriebswelle mit dem Planetenträger dreh-verbunden. ln einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung einen vierten Planetensatz auf, welcher als viertes Getriebeelement wenigstens ein viertes Planetenrad zum Kämmen mit einem vierten Sonnenrad und mit einem vierten Hohlrad sowie einem vierten Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen vierten Planetenrads aufweist.
Die erste Eingangswelle ist in diesem Fall vorzugsweise zusätzlich mit dem vierten Hohlrad drehverbunden bzw. drehverbindbar, insbesondere mittels des ersten Schaltelements, welches in diesem Fall als zweite Trennkupplung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das vierte Sonnenrad mit dem Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest verbunden. Vorzugsweise ist der vierte Planetenträger mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar, insbesondere mittels eines zweiten oder dritten Schaltelements, welches als erste Trennkupplung ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist der vierte Planetengetriebesatz als Reduziergetriebe bzw. Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Eingangsdrehzahl ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der vierte Planetengetriebesatz als Minusgetriebe mit Umkehr der Wirkrichtung des Ausgangsdrehmoments ausgebildet. Mit dem vierten Planetengetriebesatz kann die Spreizung der verfügbaren bzw. schaltbaren Übersetzungen vergrößert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Planetenträger mit dem vierten Hohlrad drehverbunden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der vierte Planetenträger mit einem zweiten oder dritten Schaltelement, welches als erste Trennkupplung ausgebildet ist, drehverbunden. Diese Ausgestaltung kann den Vorteil einer vergrößerten Spreizung der verfügbaren bzw. schaltbaren Übersetzungen bieten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung sind die Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen hydraulische Schaltelemente. Hydraulische Schaltelemente sind besonders zuverlässig und können insbesondere in dem Fall der Trennkupplung hohe Kräfte übertragen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmoment- Übertragungsvorrichtung ist wenigstens eine Hauptwelle mit Transportkanälen für Schmierstoff, insbesondere Öl, versehen. Hierdurch wird eine besonders günstige Schmierung der Drehmomentübertragungsvorrichtung erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Niederdruckpumpe zur Versorgung der Getriebeelemente mit Schmierstoff, insbesondere Öl und/oder eine Hochdruckpumpe zum Bereitstellen eines hydraulischen Drucks an den Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weisen wenigstens einige der gezahnten Getriebeelemente eine Schrägverzahnung und/oder eine Hochverzahnung auf. Eine Schrägverzahnung im Sinne der Erfindung ist eine nicht zur Rotationsachse parallele Anordnung der Zähne an einem Zahnrad. Durch das Vorsehen einer Schrägverzahnung werden eine bessere Laufruhe und eine geringere Geräuschentwicklung erreicht, da jedes Zahnpaar mit einem kontinuierlichen Übergang in und aus dem Eingriff läuft und somit die Übertragung des Drehmoments gleichmäßiger verläuft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmoment- Übertragungsvorrichtung ist deren Gehäuse im Wesentlichen aus Aluminium, Magnesium oder einer Legierung aus wenigstens einem dieser Metalle aufgebaut. Die Verwendung eines solchen Leichtmetalls bietet Gewichtsvorteile und ist auch vorteilhaft für einen Abtransport von etwaig entstehender Reibungswärme. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung sind die Getriebeelemente radial mittels eines Nadellagers und axial mittels eines Anschlags gelagert. ln einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist diese genau drei Schaltelemente auf.
Durch das Vorsehen von lediglich drei Schaltelementen wird ein besonders günstiges Verhältnis zwischen benötigten Bauraum der Drehmomentübertragungsvorrichtung und bereitgestellten Betriebsmodi sowie darin enthaltenen Betriebsarten erreicht.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, eine Antriebsmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine und/oder eine Traktionsmaschine als Elektromaschine aufweist, wobei die Antriebsmaschine mit der ersten Eingangswelle, die Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle und die Abtriebswelle mit dem Abtrieb des Kraftfahrzeugs drehverbunden oder drehverbindbar sind. Die Einbindung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung in ein Kraftfahrzeug bietet den Vorteil, dass eine Brennkraftmaschine in den verschiedenen Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs effizienter betrieben werden kann.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb (Betriebsverfahren) einer Drehmomentübertragungsvorrichtung aus dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung. Vorzugsweise weist dieses Betriebsverfahren die folgenden Schritte auf:
S-1 Betätigen des ersten Schaltelements, und/oder
S-2 Betätigen des zweiten Schaltelements, und/oder
S-3 Betätigen des dritten Schaltelements, und/oder
S-4 Betätigen des vierten Schaltelements, und/oder
S-5 Aktivieren der Elektromaschine.
Vorzugsweise werden zum Wechsel der Betriebsarten mehrere der vorgenannten Schritte zeitgleich durchgeführt. Weiter vorzugsweise erfolgt Schritt S-5 in der Weise, dass der Rotor der Elektromaschine ein Drehmoment bei unterschiedlichen Drehzahlen und bei einer von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen abgeben kann. ln einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine dritte Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung auf, wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die dritte Trennkupplung geschlossen und die erste Bremseinrichtung blockiert werden, für eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung die zweite Trennkupplung geschlossen und die erste Bremseinrichtung blockiert werden, für eine konventionelle dritte Betriebsart mit einer dritten Übersetzung die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine elektromotorische vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Bremseinrichtung blockiert wird, für eine hybride fünfte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride sechste Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, und für vorzugsweise schaltbare generatorische siebte und/oder achte Betriebsarten die zweite Trennkupplung oder die dritte Trennkupplung geschlossen und die zweite Bremseinrichtung blockiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung auf und für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die zweite Trennkupplung geschlossen und die Bremseinrichtung blockiert werden, für eine elektromotorische zweite Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die Bremseinrichtung blockiert werden, für eine elektromotorische dritte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, und für eine vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte Betriebsart die zweite Trennkupplung geschlossen und die zweite Bremseinrichtung blockiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine dritte Trennkupplung auf und für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die erste Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine elektromotorische dritte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride fünfte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, und für vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte und/oder sechste Betriebsarten die zweite Trennkupplung oder die dritte Trennkupplung geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
Auf diese Weise können Betriebsarten mit vier verschiedenen Betriebsmodi realisiert werden. Bei den konventionellen Betriebsarten muss die Elektromaschine kein Drehmoment bereitstellen und die Brennkraftmaschine beaufschlagt die erste Eingangswelle mit einem Drehmoment. Mit Betätigen wenigstens eines der drei Schaltelemente kann dabei eine Übersetzung gewählt werden. Ebenso kann die Elektromaschine in diesen Betriebsarten ein Antriebsmoment abgeben (Boost-Funktion) oder ein Moment aufnehmen (Rekuperationsbetrieb). Bei der elektromotorischen Betriebsart beaufschlagt die Elektromaschine die Abtriebswelle mittelbar mit einem Drehmoment. Dabei kann die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors der Elektromaschine verändert werden. Aufgrund dieses elektromotorischen Betriebs können Emissionen einer Brennkraftmaschine, welche mit der ersten Eingangswelle drehverbunden ist, vermieden werden und der hohe Wirkungsgrad der Elektromaschine genutzt werden.
Bei der hybriden Betriebsart geben sowohl eine mit der ersten Eingangswelle verbundene Brennkraftmaschine als auch die Elektromaschine vorzugsweise jeweils ein Drehmoment ab. Dabei kann die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors der Elektromaschine verändert werden. Auf diese Weise können kontinuierlich variable Übersetzungen erreicht und insbesondere kann die Brennkraftmaschine in einem bevorzugten besonders effizienten Lastbereich betrieben werden. In der vorzugsweise schaltbaren generatorischen Betriebsart, welche einem generatorischen Betriebsmodus entspricht, kann eine Brennkraftmaschine, welche mit der ersten Eingangswelle verbunden ist, die Elektromaschine im Standbetrieb des Fahrzeugs antreiben, so dass ein Standladen eines elektrischen Energiespeichers möglich wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen teilweise schematisch:
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
Figur 2 eine erste Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Figur 4 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die erste und zweite
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung der Figuren 2 und 3, Figur 5 eine dritte Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
Figur 6 eine vierte Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung,
Figur 7 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die dritte und vierte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der Figuren 5 und 6,
Figur 8 eine fünfte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
Figur 9 eine sechste Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, Figur 10 eine siebte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung,
Figur 1 1 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die fünfte bis siebte
Ausführungsform gemäß der Figuren 8 bis 10 Figur 12 eine achte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, Figur 13 eine neunte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
Figur 14 eine zehnte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, und Figur 15 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die achte bis zehnte
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der Figuren 12 bis 14. Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 2, welches eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 aufweist.
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 weist vorzugsweise ein Gehäuse 10 auf, dessen wesentliche Bestandteile vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminium- legierung bestehen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 weist vorzugsweise eine erste Getriebestufe 7 auf, welche der Eingangswelle EW2 vorzugsweise vorgelagert ist, um die Drehzahl und das Drehmoment einer Elektromaschine 4 an den Betriebsbereich der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 anzupassen. Des Weiteren weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 vorzugsweise ein Schwungrad 5 auf, welches weiter vorzugsweise auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert ist oder zwischen der Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine 3 und der ersten Eingangswelle EW1 zwischengelagert ist. Weiter vorzugsweise weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 vorzugsweise eine zweite Übersetzungsstufe 9 auf, welche, wie die erste Übersetzungsstufe 7, vorzugsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet ist und zwischen der Abtriebswelle AW und einem Differential 6 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. Mit der zweiten Übersetzungsstufe 8, welche weiter vorzugsweise eine Zwischenwelle 9 aufweist, können die an der Abtriebswelle AW anliegenden Drehzahl und Drehmoment an die Erfordernisse für den Abtrieb des Fahrzeugs angepasst werden.
Die erste Getriebestufe 7, die zweite Getriebestufe 8 und/oder das Schwungrad 5 sind vorzugsweise (abweichend von der Darstellung in Fig. 1 ) ebenfalls in dem Gehäuse 10 angeordnet.
Wie sich ebenfalls aus der Fig. 1 ergibt, kann die zweite Bremseinrichtung B2 zum Festlegen der Abtriebsachse des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet sein, insbesondere kann es sich hierbei um die Parkbremse des Kraftfahrzeugs 2 handeln. Mittels der Bremse B2, welche aber auch an jeder beliebigen anderen Stelle des Antriebsstranges oder direkt an der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 angeordnet sein kann, kann die Abtriebswelle AW der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 festgelegt werden.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweisend eine mit einer Brennkraftmaschine drehverbundbare erste Eingangswelle EW1 , zwei Planetengetriebe PGS1 , PGS2, eine mit einer Elektromaschine EM drehverbundbare zweite Eingangswelle EW2, eine Abtriebswelle AW, eine erste Bremseinrichtung B1 sowie zwei Trennkupplungen C2, C3.
Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad P1 , ein erstes Hohlrad H1 , ein erstes Sonnenrad S1 sowie einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1. Der Planetenträger PC stützt das wenigstens eine erste Planetenrad P1 ab. Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Hohlrad H2 sowie den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine zweite Planetenrad P2 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad S2, dem zweiten Hohlrad H2 und einem der ersten Planetenräder P1 und wird drehbeweglich vom Planetenträger PC abgestützt.
Der Planetenträger PC ist somit vorzugsweise ein gemeinsames Getriebeelement des ersten Planetengetriebesatzes PGS1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2.
Die Antriebswelle AW ist zur Abgabe eines Drehmoments, insbesondere an ein Laufrad eines Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar.
Die Bremseinrichtung B1 ist zum lösbaren Festlegen bzw. Blockieren des zweiten Sonnenrads S2 ausgestaltet, insbesondere einem Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung. Eine zweite Trennkupplung C2 ist ausgestaltet zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem Planetenträger PC. Eine dritte Trennkupplung C3 ist ausgestaltet zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem zweiten Hohlrad H2. Die zweiten Eingangswelle EW2 ist vorzugsweise mit einer Elektromaschine 4 drehverbunden bzw. drehverbindbar und kann auf diese Weise das erste Sonnenrad S1 antreiben.
Fig. 3 zeigt schematisch eine beispielhafte zweite Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Wie die erste Ausführungsform der Figur 1 weist diese eine erste Eingangswelle EW1 , eine zweite Eingangswelle EW2 oder eine dritte Trennkupplung C3 auf. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform jedoch drei Planetengetriebesätze PGS1 , PGS2, PGS3 auf.
Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erstes Getriebeelement wenigstens ein erstes Planetenrad P1 , ein erstes Sonnenrad S1 und ein erstes Hohlrad H1 sowie einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt dabei mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 und ist von dem Planetenträger PC drehbeweglich gestützt. Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2 und ein zweites Hohlrad H2 sowie den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad kämmt mit dem zweiten Sonnenrad S2 und dem zweiten Hohlrad H2 und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
Der dritte Planetengetriebesatz PGS3 weist als dritte Getriebeelemente wenigstens ein drittes Planetenrad P3 und ein drittes Sonnenrad S3, wenigstens ein fünftes Planetenrad P5, ein drittes Hohlrad H3 sowie den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 kämmt mit dem dritten Sonnenrad S3. Das wenigstens eine fünfte Planetenrad P5 kämmt mit dem dritten Hohlrad H3 und einem der dritten Planetenräder P3. Das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 und das wenigstens eine fünfte Planetenrad P5 werden drehbeweglich vom Planetenträger PC abgestützt. Das dritte Sonnenrad S3 ist mit dem ersten Sonnenrad S1 drehverbunden bzw. drehverbindbar, und das dritte Hohlrad H3 ist mit dem zweiten Hohlrad H2 ebenfalls drehverbunden bzw. drehverbindbar.
Die Planetengetriebesätze PGS1 , PGS2, PGS3 weisen daher den Planetenträger PC vorzugsweise als gemeinsames Getriebeelement auf. Bei den ersten und zweiten Planetengetriebesätzen PGS1 und PGS2 handelt es sich um sogenannte Minusgetriebe, der dritte Planetengetriebesatz PGS3 ist ein sogenanntes Plusgetriebe.
Die Abtriebswelle AW ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar und eine erste Bremseinrichtung B1 ist ausgestaltet zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads S2. Die zweite Trennkupplung C2 ist vorzugsweise ausgestaltet zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem Planetenträger PC und die dritte Trennkupplung C3 ist vorzugsweise ausgestaltet zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem zweiten Hohlrad H2 und dem dritten Hohlrad H3. Über die zweite Eingangswelle EW2 wird vorzugsweise eine Elektromaschine 4 an die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 angeschlossen und ist in diesem Fall mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem dritten Sonnenrad S3 drehverbunden.
Die Abtriebswelle AW ist vorzugsweise mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar.
Fig. 4 zeigt einen Übersetzungsplan oder sogenannten Kutzbachplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform der Figuren 2 und 3. Die horizontale Achse ist die Räderachse, welche die Lage und die Radien der Zahnräder angibt. Auf der vertikalen Achse ist die Umfangsgeschwindigkeit als radiale Funktion jedes Rades angegeben.
„x" bedeutet eine blockierende Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
Erfindungsgemäß ergeben sich im konventionellen Betriebsmodus zwei Betriebsarten mit drei Übersetzungen , i2, aus der Betätigung der zwei Trennkupplungen C2, C3 sowie der ersten Bremseinrichtung B1. Des Weiteren ergibt sich aus deren Betätigung sowie einer Aktivierung einer Elektromaschine 4, welche vorzugsweise mit der zweiten Eingangswelle EW2 drehverbunden ist, eine Betriebsart E1 in einem elektromotorischen Betriebsmodus. Die Brennkraftmaschine ruht in diesem Fall. Im hybriden Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E-CVT1 und E-CVT2 durch eine Betätigung der Schaltelemente möglich. In den E-CVT-Betriebsarten (kontinuierlich veränderliche Übersetzungs- Verhältnisse) bringt sowohl eine Brennkraftmaschine 3, welche vorzugsweise mit der ersten Eingangswelle EW1 drehverbunden bzw. drehverbindbar ist, als auch die Elektromaschine 4 ein Drehmoment zum Betrieb der Abtriebswelle AW auf, wobei die beiden Betriebsarten E-CVT1 und E-CVT2 verschiedene Drehzahlbereiche der Brennkraftmaschine 3 betreffen. In einer weiter vorzugsweise schaltbaren Betriebsart eines Betriebsmodus GEN kann die Abtriebswelle AW durch Betätigen einer zweiten Bremseinrichtung B2, welche in Fig. 1 gezeigt ist, festgehalten werden, wobei eine Leistungsübertragung von der ersten Eingangswelle EW1 zu der zweiten Eingangswelle EW2 möglich ist. Diese Funktion kann beispielsweise zum Standladen oder Starten verwendet werden.
Fig. 5 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Die dritte Ausführungsform der Fig. 5 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Fig. 2 dadurch, dass die zweite Trennkupplung C2 eingerichtet ist, um eine Drehverbindung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem ersten Hohlrad H1 herzustellen (statt, wie in der Fig. 2, mit dem Planetenträger PC).
Fig. 6 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Trennkupplung C2 eine Drehverbindung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem ersten Hohlrad H1 herstellen kann (und nicht, wie in Fig. 3, zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem Planetenträger PC).
Fig. 7 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 der dritten oder vierten Ausführungs- formen gemäß den Fig. 5 bzw. 6. Auch in diesen Ausführungsformen können durch Betätigen von drei Schaltelementen, nämlich der zweiten Trennkupplung C2, der dritten Trennkupplung C3 und der ersten Bremseinrichtung B1 sechs verschiedene Betriebsarten, welche drei Betriebsmodi zugeordnet werden können, realisiert werden. „x" bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand. lm konventionellen Betriebsmodus weisen auch diese Ausführungsformen drei Betriebsarten H, i2, mit drei Übersetzungen, eine Betriebsart E1 im elektromotorischen Betriebsmodus und zwei Betriebsarten im E-CVT-Betriebsmodus auf. Durch Betätigen einer vorzugsweise vorhandenen zweiten Bremseinrichtung B2 kann eine Betriebsart GEN im generatorischen Betriebsmodus geschaltet werden.
Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Auch diese Ausführungsform weist eine erste Eingangswelle EW1 , eine zweite Eingangswelle EW2, eine Abtriebswelle AW, zwei Planetengetriebe PGS1 , PGS2, eine erste Bremseinrichtung B1 sowie zwei Trennkupplungen C1 , C2 auf.
Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad P1 , ein erstes Sonnenrad S1 , ein erstes Hohlrad H1 und einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt. Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2 und den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine zweite Planetenrad P2 ist ausgestaltet, um mit dem zweiten Sonnenrad S2 und einem der ersten Planetenräder P1 zu kämmen und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
Der Planetenträger PC ist somit ein gemeinsames Getriebeelement des ersten Planetengetriebesatzes PGS1 und des zweiten Planetengetriebesatz PGS2. Die Abtriebswelle AW ist zur Abgabe eines Drehmomentes, insbesondere an ein Laufrad des Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ist mit dem Planetenträger PC drehverbindbar bzw. drehverbunden. Alternativ sind der Planetenträger PC und die Abtriebswelle AW einstückig ausgebildet. Die erste Bremseinrichtung B1 ist zum lösbaren Festlegen bzw. Blockieren des zweiten Sonnenrads S2 ausgestaltet, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung. Eine zweite Bremseinrichtung B2 ist auch in dieser Figur nicht dargestellt, kann jedoch prinzipiell zum Festlegen der Abtriebswelle AW, beispielsweise an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 , vorgesehen sein. Beispielhaft wird die Abtriebswelle AW in Fig. 1 durch die zweite Bremseinrichtung B2 am Kraftfahrzeug 1 selbst festgelegt.
Eine erste Trennkupplung C1 kann eine Drehverbindung zwischen dem ersten Hohlrad H1 und der zweiten Eingangswelle EW2 und damit auch mit dem ersten Sonnenrad S1 herstellen. Die zweite Trennkupplung C2 ist ausgestaltet, zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem ersten Hohlrad H1.
Auch bei dieser Ausführungsform ist die erste Eingangswelle EW1 vorzugsweise mit einer Brennkraftmaschine 3 verbindbar bzw. drehverbunden und die zweite Eingangswelle EW2 ist vorzugsweise mit einer Elektromaschine 4 drehverbindbar bzw. drehverbunden.
Ein zweites Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2 ist in dieser Ausführungsform lose und kann daher, wie in Fig. 8 dargestellt, entfallen.
Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmoment- Übertragungsvorrichtung.
Diese Ausführungsform stellt eine bevorzugte Weiterbildung der fünften Ausführungsform der Fig. 8 dar. Im Unterschied zur fünften Ausführungsform weist diese Drehmomentübertragungsvorrichtung zusätzlich einen vierten Planetengetriebesatz PGS4 auf. Dieser weist wenigstens ein viertes Planetenrad P4, eines viertes Sonnenrad S4 und ein viertes Hohlrad H4 sowie einen vierten Planetenträger PC4 auf. Das wenigstens eine vierte Planetenrad P4 kämmt mit dem vierten Sonnenrad S4 und dem vierten Hohlrad H4 und wird von dem vierten Planetenträger PC4 drehbeweglich abgestützt.
Das vierte Hohlrad H4 ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden. Die erste Trennkupplung C1 ist in dieser Ausführungsform ausgebildet, um eine Drehverbindung zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und dem vierten Planetenträger PC4 und damit auch zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem vierten Planetenträger PC4 herzustellen und das vierte Sonnenrad S4 ist vorzugsweise mit einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 (siehe Fig. 1 ) drehfest verbunden bzw. verbind- bar.
Auch bei dieser Ausführungsform kann ein zweites Hohlrad H2 entfallen, wie dargestellt in Fig. 9. Fig. 10 zeigt schematisch eine siebte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Diese Ausführungsform weist eine erste Eingangswelle EW1 , eine zweite Eingangswelle EW2, eine Ausgangswelle AW, drei Schaltelemente, nämlich zwei Trennkupplungen C1 , C2 und eine Bremseinrichtung B1 sowie vier Planetengetriebesätze PGS1 , PGS2, PGS3, PGS4 auf.
Ein erster Planetengetriebesatz PGS1 weist als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad P1 , ein erstes Sonnenrad S1 , ein erstes Hohlrad H1 und einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 und wird drehbeweglich von dem ersten Planetenträger PC abgestützt.
Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist wenigstens ein zweites Planetenrad P2 und ein zweites Sonnenrad S2 auf. Das wenigstens eine Planetenrad P2 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad S2 und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt. Der dritte Planetengetriebesatz PGS3 weist als dritte Getriebeelemente wenigstens ein drittes Planetenrad P3, wenigstens ein fünftes Planetenrad P5, ein drittes Sonnenrad S3 und den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 kämmt mit dem dritten Sonnenrad S3 und mit einem der fünften Planetenräder P5. Sowohl das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 als auch das wenigstens eine Planetenrad P5 wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
Der Planetenträger PC ist somit vorzugsweise ein gemeinsames Getriebeelement des ersten bis dritten Planetengetriebesatz PGS1 , PGS2, PGS3.
Der vierte Planetengetriebesatz PGS4 weist wenigstens ein Planetenrad P4, ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Hohlrad H4 sowie einen vierten Planetenträger PC4 auf. Das wenigstens eine vierte Planetenrad P4 kämmt mit dem vierten Hohlrad H4 und dem vierten Sonnenrad S4 und wird von dem vierten Planetenträger PC4 abgestützt.
Das vierte Hohlrad H4 ist drehbeweglich mit dem ersten Hohlrad H1 verbunden. Die zweite Trennkupplung C2 ist eingerichtet, um eine lösbare Drehverbindung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem ersten Hohlrad H1 und damit auch dem vierten Hohlrad H4 herzustellen. Die erste Trennkupplung C1 ist eingerichtet, um eine lösbare Drehverbindung zwischen dem vierten Planetenträger PC4 bzw. der zweiten Eingangswelle EW2, welche mit dem vierten Planetenträger PC4 drehverbunden ist oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, mit dem ersten Sonnenrad S1 und damit auch mit dem dritten Sonnenrad S3 herzustellen. Die erste Bremseinrichtung B1 ist eingerichtet, um das zweite Sonnenrad S2 lösbar, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 , festzulegen. Die Abtriebswelle AW ist mit dem Planetenträger PC drehfest verbunden bzw. verbindbar oder ist sogar einstückig mit diesem ausgebildet. Eine zweite Bremseinrichtung B2 ist auch in der Fig. 10 zwar nicht explizit dargestellt, kann jedoch vorgesehen sein, um die Abtriebswelle AW lösbar drehfest festzulegen, insbesondere am Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 oder auch am Kraftfahrzeug 2, wie in Fig. 1 gezeigt. Fig. 11 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für Drehmomentübertragungsvorrichtungen 1 der fünften bis siebten Ausführungsform gemäß den Figuren 8 bis 10.
„x" bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
Durch Betätigen der vier Schaltelemente C1 , C2, B1 , B2 können vorzugsweise fünf Betriebsarten in vier Betriebsmodi realisiert werden. Im konventionellen Betriebsmodus ist eine Betriebsart mit einer Übersetzung möglich, im elektromotorischen Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E1 , E2 möglich, im E-CVT-Betriebsmodus ist eine Betriebsart möglich und vorzugsweise ist eine weitere Betriebsart GEN im generatorischen Betriebsmodus schaltbar.
Fig. 12 zeigt schematisch eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Diese unterscheidet sich von der in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 im Wesentlichen dadurch, dass eine erste Trennkupplung C1 vorgesehen ist, um eine lösbare Drehverbindung zwischen dem ersten Hohlrad H1 und der zweiten Eingangswelle EW2 und damit auch dem ersten Sonnenrad S1 herzustellen. Des Weiteren unterscheidet sich die Ausführungsform der Fig. 12 dadurch, dass keine erste Bremseinrichtung B1 vorgesehen ist und das zweite Sonnenrad S2 somit nicht lösbar festgelegt werden kann. Wie in Fig. 12 dargestellt, ist daher vorzugweise kein zweites Sonnenrad S2 in dem zweiten Planetengetriebesatz PGS2 vorgesehen.
Fig. 13 zeigt eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Diese unterscheidet sich von der in Fig. 12 gezeigten achten Ausführungsform dadurch, dass sie einen zusätzlichen vierten Planetengetriebesatz PGS4 aufweist. Der vierte Planetengetriebesatz PGS4 weist dabei vorzugsweise wenigstens ein viertes Planetenrad P4, ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Hohlrad H4 und einen vierten Planetenträger PC4 auf. Das wenigstens eine vierte Planetenrad P4 kämmt mit dem vierten Sonnenrad S4 und dem vierten Hohlrad H4 und wird durch den Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
Das vierte Hohlrad H4 ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar und das vierte Sonnenrad S4 ist drehfest, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 , festgelegt. Die erste Trennkupplung C1 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet, um den vierten Planetenträger PC4 mit der zweiten Eingangswelle EW2 und damit dem ersten Sonnenrad S1 lösbar drehfest zu verbinden.
Fig. 14 zeigt schematisch eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Diese zehnte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 10 gezeigten siebten Ausführungsform dadurch, dass eine dritte Trennkupplung C3 zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem zweiten Hohlrad H2 und damit auch dem dritten Hohlrad H3 eine lösbare Drehverbindung herstellen kann. Des Weiteren verfügt die zehnte Ausführungsform der Fig. 14 nicht über eine erste Bremseinrichtung B1 , um das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2 drehfest, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 , festzulegen. Daher weist die zehnte Ausführungsform vorzugsweise auch kein zweites Sonnenrad S2 auf, da dieses nur lose mitdrehen würde, wie in Fig. 14 gezeigt.
Fig. 15 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für die achte bis zehnte Ausführungsform der Figuren 12 bis 14. „x" bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand. Diese Ausführungsformen weisen vorzugsweise sieben Betriebsarten in vier Betriebsmodi auf.
In dem konventionellen Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten bzw. Übersetzungen H, i2 möglich, im elektromotorischen Betriebsmodus ist eine Betriebsart E1 , im E-CVT- Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E-CVT1 , E-CVT2 möglich.
Vorzugsweise ist auch über eine in den Figuren 12 bis 14 nicht dargestellte zweite Bremseinrichtung B2 ein generatorischer Betriebsmodus in zwei Betriebsarten GEN1 , GEN2 möglich, in welcher eine an die zweite Eingangswelle EW2 angeschlossene Elektromaschine 4 mit einer an die erste Eingangswelle EW1 angeschlossenen Brennkraftmaschine 3 bei stehender Abtriebswelle AW, welche durch die zweite Bremseinrichtung B2 lösbar festgelegt ist, betrieben werden kann.
Bezugszeichen
1 Drehmomentübertragungsvorrichtung
2 Kraftfahrzeug
3 Brennkraftmaschine
4 Elektromaschine
5 Schwungrad
6 Differential
7 erste Übersetzungsstufe
8 zweite Übersetzungsstufe
9 Zwischenwelle
10 Gehäuse
EW1 erste Eingangswelle
EW2 zweite Eingangswelle
AW Abtriebswelle
C1 erste Trennkupplung
C2 zweite Trennkupplung
B1 erste Bremseinrichtung
B2 zweite Bremseinrichtung
PGS1 erster Planetengetriebesatz
P1 erstes Planetenrad
51 erstes Sonnenrad
H1 erstes Hohlrad
PC Planetenträger
PGS2 zweiter Planetengetriebesatz
P2 zweites Planetenrad
52 zweites Sonnenrad
H2 zweites Hohlrad
PGS3 dritter Planetengetriebesatz
P3 drittes Planetenrad
P5 fünftes Planetenrad
53 drittes Sonnenrad
H3 drittes Hohlrad PGS4 vierter Planetengetriebesatz P4 viertes Planetenrad
S4 viertes Sonnenrad
H4 viertes Hohlrad
PC4 vierter Planetenträger

Claims

Patentansprüche
Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: eine erste Eingangswelle (EW1 ), einen ersten Planetengetriebesatz (PGS1 ), welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad (P1 ) zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad (S1 ) und mit einem ersten Hohlrad (H1 ) und einen Planetenträger (PC) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen ersten Planetenrads (P1 ) aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz (PGS2), welcher als zweite Getriebeelemente den Planetenträger (PC) und wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad (S2) und/oder zum Kämmen mit einem zweiten Hohlrad (H2) aufweist, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad (P2) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt ist und mit einem der ersten Planetenräder (P1 ) kämmt, eine Abtriebswelle (AW), welche mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden ist, ein erstes Schaltelement, welches als zweite Trennkupplung (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente (PC, H1 , S1 , P1 ) ausgestaltet ist und insbesondere nicht mit der Abtriebswelle (AW) drehverbunden ist, und ein zweites und ein drittes Schaltelement, welche durch zwei der drei folgenden Ausgestaltungen gebildet werden:
• als erste Trennkupplung (C1 ) zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads (S1 ) und des Getriebeelements A (PC, H1 , S1 , P1 ), und/oder
• als dritte Trennkupplung (C3) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit dem zweiten Hohlrad (H2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, und/oder • als erste Bremseinrichtung (B1 ) zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads (S2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, eine zweite Eingangswelle (EW2), welche mit dem ersten Sonnenrad (S1 ) drehverbunden ist.
2. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: eine erste Eingangswelle (EW1 ), einen ersten Planetengetriebesatz (PGS1 ), welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad (P1 ) zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad (S1 ) und mit einem ersten Hohlrad (H1 ) und einen Planetenträger (PC) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigsten einen ersten Planetenrads (P1 ) aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz (PGS2), welcher als zweite Getriebeelemente den Planetenträger (PC) und wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad (S2) und/oder zum Kämmen eines zweiten Hohlrads (H2) aufweist, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad (P2) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt ist, einen dritten Planetengetriebesatz (PGS3), welcher als dritte Getriebeelemente den Planetenträger (PC), wenigstens ein drittes Planetenrad (P3) zum Kämmen mit einem dritten Sonnenrad (S3) und wenigstens ein fünftes Planetenrad (P5) zum Kämmen mit wenigstens einem der dritten Planetenräder (P3) aufweist, wobei das dritte Sonnenrad (S3) mit dem ersten Sonnenrad (S1 ) drehverbunden ist, wobei das wenigstens eine dritte Planetenrad (P3) und das wenigstens eine fünfte Planetenrad (P5) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt sind, ein erstes Schaltelement (C2), ausgestaltet als zweite Trennkupplung (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente (PC, H1 , S1 , P1 ), ein zweites und ein drittes Schaltelement, welche durch zwei der drei folgenden Ausgestaltungen gebildet werden:
• als erste Trennkupplung (C1 ) zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads (S1 ) und des Getriebeelements A, und/oder
• als dritte Trennkupplung (C3) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit dem zweiten Hohlrad (H2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, und mit einem dritten Hohlrad (H3), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres drittes Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen dritten Planetenrad (P3) kämmt, oder
• als erste Bremseinrichtung (B1 ) zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads (S2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, eine zweite Eingangswelle (EW2), welche mit dem ersten Sonnenrad (S1 ) drehverbunden ist, und eine Abtriebswelle (AW), welche mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden ist.
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das erste Hohlrad (H1 ) und das zweite Hohlrad (H2) gegeneinander drehbeweglich sind.
4. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche in der Weise ausgebildet ist, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung in drei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist,
- wobei in einer ersten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der Eingangswelle (EW1 ) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens zwei diskrete Übersetzungen wählbar sind,
- wobei in einer zweiten Betriebsart der Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens eine diskrete Übersetzung wählbar ist, und
- wobei in einer dritten Betriebsart der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1 ) und der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle (EW1 ) und der zweiten Eingangswelle (EW2) innerhalb wenigstens eines wählbaren definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist.
5. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein viertes Schaltelement (B2), ausgestaltet als eine zweite Bremseinrichtung (B2), aufweist, eingerichtet zum lösbaren Festlegen der Abtriebswelle (AW), wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) vorzugsweise einen vierten Betriebsmodus zum Laden eines elektrischen Energiespeichers aufweist, in welchem der Leistungsfluss über die erste Eingangswelle (EW1 ) und über die zweite Eingangswelle (EW2) übertragen wird.
6. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine erste Übersetzungsstufe (7) aufweist, die der zweiten Eingangswelle (EW2) vorgelagert ist, insbesondere ein Stirnradgetriebe oder ein Kettengetriebe.
7. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche wenigstens ein Schwungrad (5), insbesondere ein Zweimassenschwungrad, aufweist, welches vorzugsweise der ersten Eingangswelle (EW1 ) und/oder der zweiten Eingangswelle (EW2) vorgelagert ist.
8. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine zweite Übersetzungsstufe (8) aufweist, die der Abtriebswelle (AW) nachgelagert ist, insbesondere mit einer weiteren Zwischenwelle (9).
9. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Schaltelement (C1 ) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit dem Planetenträger (PC) ausgestaltet ist.
10. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle (AW) mit dem ersten Hohlrad (H1 ) drehverbunden ist.
1 1. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Schaltelement (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1 ) mit dem ersten Hohlrad (H1 ) ausgestaltet ist.
12. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle (AW) mit dem Planetenträger (PC) drehverbunden ist.
13. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen vierten Planetengetriebesatz (PGS4), welcher als vierte Getriebeelemente wenigstens ein viertes Planetenrad (P4) zum Kämmen mit einem vierten Sonnenrad (S4) und mit einem vierten Hohlrad (H4) sowie einen vierten Planetenträger (PC4) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen vierten Planetenrads (P4) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (EW1 ) zusätzlich mit dem vierten Hohlrad (H4) drehverbindbar ist.
14. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13, wobei der Planetenträger (PC) und das vierte Hohlrad (H4) drehverbunden sind.
15. Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei der vierte Planetenträger (PC4) mit der ersten Trennkupplung (C1 ) drehverbunden ist.
16. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen hydraulische Schaltelemente sind.
17. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei wenigstens eine Hauptwelle mit Transportkanälen für Schmierstoff, insbesondere Öl, versehen ist.
18. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche des Weiteren eine Niederdruckpumpe zur Versorgung der Getriebeelemente mit Schmierstoff, insbesondere Öl, und/oder eine Hochdruckpumpe zum Bereitstellen eines hydraulischen Drucks an den Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen aufweist.
19. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstes einige der gezahnten Getriebeelemente eine Schrägverzahung und/oder eine Hochverzahnung aufweisen.
20. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) im Wesentlichen aus Aluminium, Magnesium oder einer Legierung aus wenigstens einem dieser Metalle aufgebaut ist.
21. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einige der Getriebeelemente radial mittels eines Nadellagers und axial mittels eines Anschlags gelagert sind.
22. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche genau drei Schaltelemente aufweist.
23. Kraftfahrzeug (2) mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Antriebsmaschine (3), insbesondere einer Brennkraftmaschine oder einer Traktions-Elektromaschine, und einer Elektromaschine (4), wobei die Antriebsmaschine (3) mit der ersten Eingangswelle (EW1 ), die Elektromaschine (4) mit der zweiten Eingangswelle (EW2) und die Abtriebswelle (AW) mit einem Abtrieb, insbesondere über ein Differential 6, des Kraftfahrzeugs (2) drehverbunden oder drehverbindbar sind.
24. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei welcher die zweite Eingangswelle (EW2) durch eine Elektromaschine (4) antreibbar ist, aufweisend wenigstens einen der folgenden Schritte:
S-1 Betätigen des ersten Schaltelements (C2), und/oder
S-2 Betätigen des zweiten Schaltelements (C1 ; C3; B1 ), und/oder
S-3 Betätigen des dritten Schaltelements (C1 ; C3; B1 ), und/oder
S-4 Betätigen des vierten Schaltelements (B2), und/oder S-5 Aktivieren der Elektromaschine (4).
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) als zweites Schaltelement eine dritte Trennkupplung (C3) und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung (B1 ) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (H) die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die erste Bremseinrichtung (B1 ) blockiert werden, eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung (i2) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die erste Bremseinrichtung (B1 ) blockiert werden, eine konventionelle dritte Betriebsart mit einer dritten Übersetzung (i3) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, eine elektromotorische vierte Betriebsart (E1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Bremseinrichtung (B1 ) blockiert wird, eine hybride fünfte Betriebsart (E-CVT1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine hybride sechste Betriebsart (E-CVT2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, und vorzugsweise schaltbare generatorische siebte und/oder achte Betriebsarten (GEN1 , GEN2) die zweite Trennkupplung (C2) oder die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung (C1 ) und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung (B1 ) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (H) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die Bremseinrichtung (B1 ) blockiert werden, eine elektromotorische zweite Betriebsart (E1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die Bremseinrichtung (B1 ) blockiert werden, eine elektromotorische dritte Betriebsart (E2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Trennkupplung (C1 ) geschlossen werden, eine hybride vierte Betriebsart (E-CVT1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte Betriebsart (GEN) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
27. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1 ) als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung (C1 ) und als drittes Schaltelement eine dritte Trennkupplung (C3) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (H) die erste Trennkupplung (C1 ) und die dritte Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung (i2) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, eine elektromotorische dritte Betriebsart (E1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Trennkupplung (C1 ) geschlossen werden, eine hybride vierte Betriebsart (E-CVT1 ) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine hybride fünfte Betriebsart (E-CVT2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte und/oder sechste Betriebsarten (GEN1 , GEN2) die zweite Trennkupplung (C2) oder die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
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