WO2016116103A1 - Getriebeanordnung für einen elektromotor eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit der getriebeanordnung - Google Patents

Getriebeanordnung für einen elektromotor eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit der getriebeanordnung Download PDF

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Andreas Kinigadner
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Definitions

  • the invention relates to a transmission arrangement for an electric motor of a vehicle having an input interface for coupling to the electric motor and having an output interface, wherein a torque path between the input interface and the output interface, with a first transmission section with a first gear ratio, wherein the torque path in a first operating state the transmission arrangement extends over the first transmission gear section, and with a second transmission gear section, wherein the torque path in a second operating state of the transmission arrangement extends over the second transmission section.
  • the invention also relates to a vehicle with this transmission arrangement.
  • the document DE 10 2010 024 147 A1 which forms probably the closest prior art, discloses such a 2-speed transmission and a corresponding method for controlling the 2-speed transmission.
  • the 2-speed transmission can the drive torque of the electric motor for a stocky over a Planetary gear section and on the other translation-free transferred directly to a driven gear. This makes it possible to operate the electric motor in an operating point adapted at least at the speed range.
  • the invention has for its object to propose a gear assembly, which allows a further solution for operating an electric motor in a favorable operating point.
  • This object is achieved by a gear arrangement with the features of claim 1 and by a vehicle having the features of claim 10.
  • a gear arrangement is proposed which is suitable and / or designed for an electric motor.
  • the electric motor forms part of the transmission arrangement according to the invention.
  • the gear arrangement is particularly suitable and / or designed for a vehicle.
  • the vehicle is realized as a passenger car, truck, bus or other mobile.
  • the vehicle may be configured as an electric vehicle or as a hybrid vehicle.
  • the transmission arrangement may form the drive train of the vehicle or an auxiliary drive train of the vehicle.
  • the gear arrangement is designed as an electrical axis for driving two wheels of a common axis of the vehicle.
  • the transmission arrangement is designed to accelerate the vehicle to a speed of more than 50 km / h.
  • the transmission arrangement forms at least one transmission section in the drive train of the vehicle between the electric motor and driven wheels.
  • the transmission arrangement may be followed by a differential device which distributes the drive torque of the electric motor to two driven wheels of the common axle or to two axles of the vehicle.
  • the differential device forms part of the transmission arrangement.
  • the gear arrangement has an input interface, which is designed for coupling to the electric motor.
  • the input interface is non-rotatably connected to the electric motor, in particular to a rotor of the electric motor.
  • the input interface is permanently connected to the rotor of the electric motor.
  • the gear arrangement has an output interface for outputting the converted drive torque of the electric motor, which is designed in particular for coupling to the differential device.
  • the torque path can be switched within the transmission arrangement as a function of an operating state of the transmission arrangement.
  • the torque path is closed in every operating state of the transmission arrangement.
  • the torque path can only be switched between different variants of torque paths, which are all closed between the input interface and the output interface.
  • the input interface and the output interface are continuous and / or active at all times.
  • the gear arrangement has a first transmission section with a first translation.
  • the first transmission section has a first fixed and / or constant ratio.
  • the amount of the first translation is not equal to one.
  • the first ratio is selected such that a higher speed at the input and / or at the input interface is translated to a lower speed at the output and / or at the output interface.
  • the first transmission section is colloquially a reduction. It is envisaged that the moment path in a first operating state of the transmission arrangement as a first torque path via the first transmission gear section runs.
  • the transmission assembly further includes a second transmission section.
  • the second transmission section converts a translation.
  • the amount of the translation is not equal to one.
  • the ratio is selected such that a higher speed at the input and / or at the input interface is translated to a lower speed at the output and / or at the output interface.
  • the torque path runs in a second operating state-preferably also called switching state-of the transmission arrangement as a second torque path via the second transmission section.
  • the second forms
  • Translation gear section colloquially a reduction.
  • the gear arrangement is designed so that in the first operating state the second transmission section with its implementation lies outside the first torque path and / or in the second operating state the first transmission section with the first transmission lies outside the second torque path.
  • the overall ratio of the gear arrangement corresponds in the first operating state of the first gear ratio and in the second operating state of the ratio of the second gear section.
  • a further transmission stage can be implemented in the transmission arrangement, the transmission of which contributes to the overall transmission of the transmission arrangement both in the first operating state and in the second operating state.
  • the second transmission section has a continuously variable transmission.
  • the ratio of the second transmission section is infinitely and / or variably adjustable.
  • the Transmission arrangement between a first operating state with a fixed ratio and a second operating state with a continuously variable and / or adjustable ratio is switchable.
  • a fixed ratio for speed and / or torque requirements is selected, which is to be expected by default.
  • Such a fixed ratio usually has the advantage that the efficiency of the gear assembly is very high.
  • the second operating state can be used to variably set the transmission arrangement for a larger range of a speed and / or moment request.
  • the transmission arrangement according to the invention as a hybrid transmission combines the advantages of a transmission with a fixed ratio with the advantages of a transmission with continuously variable transmission. Overall, this allows a further solution for operating an electric motor in a situation-adapted and therefore favorable operating point.
  • a minimum ratio of the second transmission section is smaller than the first transmission of the first transmission section, particularly in terms of absolute value.
  • the first transmission section forms a low gear (also called gear ratio), in particular a first gear
  • the second transmission section a higher gear, in particular a second gear.
  • the shifting comfort of the transmission assembly can be improved to the effect that the transition from the fixed ratio of the first transmission gear portion for continuously variable transmission of the second transmission gear portion is made infinitely.
  • the second transmission section is designed such that an initial ratio of the second transmission section corresponds to or at least covers the first fixed transmission of the first transmission section. This makes it possible to switch the torque path of the first transmission gear section to the second transmission section, wherein the transition is made stepless by the alignment of the translations. Characterized in that the initial ratio of the second transmission section and the first ratio are the same, the switching can also be done under load. In particular, a traction interruption-free switching can thereby be achieved.
  • the first transmission gear section is preferably designed as a gear stage, in particular as a spur gear stage.
  • the gear stage can be designed two-wheeled in the simplest version.
  • the second transmission gear section which in the simplest embodiment uses a positive gear ratio (i> 0)
  • it is preferred that the gear stage has an odd number of wheels, in particular three wheels, also having a positive gear ratio (i> 0). to reach.
  • the second transmission section is formed as a CVT transmission section (Continuously Variable Transmission).
  • the second transmission section in particular the CVT transmission section, realized as a Switzerlandstoffgetriebeabêt.
  • the traction means may for example be designed as a push belt, as a V-belt, as a link chain, a chain, etc.
  • the second transmission section is designed as a variator.
  • the second transmission section has a pair of input conical disks, a pair of output conical disks and a traction means, wherein the traction means is operatively arranged between the two pairs.
  • the gear arrangement has at least or exactly one actuator device for displacing one of the input cone pulleys as a displaceable input cone pulley in at least one axial direction. Furthermore, the gear arrangement has a clutch input gear of the first transmission gear section, wherein a coupling between the Coupling input gear and the displaceable input cone pulley by an axial displacement of the displaceable input cone pulley takes place.
  • the pair of input cone pulleys as a wheel for the traction means, so by increasing the axial distance of the pitch circle diameter of the wheel - to call effective pitch circle diameter - reduced.
  • the slidable input cone pulley In the first operating state, the slidable input cone pulley is in a coupled state with the clutch input gear.
  • the slidable input cone pulley and the clutch input gear are in an uncoupled state.
  • the switching over of the operating states by a coupling or decoupling of input cone pulley and clutch input gear is implemented by the actuator device.
  • the stepless transmission can be adjusted by changing the axial distance of the input cone pulleys.
  • the axial distance of the output conical disks automatically adjusts to the axial distance of the input conical disks.
  • at least one or even both of the output conical discs can be made according to e.g. be biased by spring devices passive or moved synchronously by a further actuator device.
  • the actuator device thus the switching of the operating states and the setting of the continuously variable transmission takes place by the actuator device.
  • only a single actuator device is necessary for the gear assembly. It is preferably provided that the actuator device in the first Operating state can be de-energized to minimize the energy consumption of the actuator device and thus the gear assembly.
  • the coupling between the coupling input gear and the displaceable input cone pulley takes place via a form-locking coupling, in particular via a dog clutch.
  • the use of the positive clutch, in particular the dog clutch is particularly possible because the continuously variable ratio is set to the same value as the first fixed ratio of the first transmission section when changing the operating state.
  • the gear arrangement comprises a differential device, wherein the differential device is operatively connected to the output interface.
  • the differential means e.g. axially parallel to the electric motor, to the first transmission gear section and / or to the second
  • the differential device is particularly preferably arranged coaxially with the input interface.
  • the input interface has a hollow shaft section, wherein an output shaft of the differential arrangement is implemented by the hollow shaft section. In this embodiment, it is thus possible to arrange the differential device coaxially with the input interface and thus coaxially with the pair of input cone pulleys.
  • the gear arrangement comprises the electric motor, wherein the electric motor is arranged coaxially to the hollow shaft portion and the output shaft is additionally performed by the electric motor.
  • the gear assembly as a coaxial arrangement, which is arranged coaxially with the or the output shafts of the differential device may be formed.
  • the gear arrangement comprises an input shaft and an output shaft.
  • the input shaft is operatively connected to the input interface, in particular rotatably connected
  • the output shaft is operatively connected to the output interface, in particular rotatably connected.
  • the first transmission gear section has a first fixed gear on the output shaft and a first idler gear on the input shaft.
  • the actuator device is designed to couple and decouple the displaceable input cone pulley with the first idler gear as a clutch input gear.
  • the torque path in the first operating state extends from the input interface via the input shaft, via the displaceable input gear disk, via the first transmission gear section and outside of the second transmission gear section via the output shaft to the output interface.
  • the torque path in the second operating state runs from the input interface via the input shaft, via at least one of the input cone pulleys, via the second transmission section, in particular via the traction means and / or outside the first transmission section, via the output shaft to the output interface.
  • the first torque path is designed as an exclusively positive torque path and / or the second torque path as an at least partially frictional torque path.
  • the vehicle has the gear assembly, as described above or according to any one of the preceding claims. Further, the vehicle includes the electric motor. Optionally, in addition, the vehicle may have an internal combustion engine as a further drive torque generator. Particularly preferably, the gear arrangement is realized as an electric front axle or as an electric rear axle.
  • Figure 1 is a schematic representation of a gear arrangement as an embodiment of the invention in a first operating condition
  • FIG. 2 shows the gear arrangement in FIG. 1 in a second operating state.
  • the transmission assembly 1 shows a schematic representation of a transmission assembly 1 for a vehicle 2, wherein the vehicle 2 is shown only schematically as a box.
  • the transmission assembly 1 forms part of the drive train of the vehicle 2 or forms the drive train of the vehicle 2.
  • the vehicle 2 may be formed as a pure electric vehicle, alternatively, the vehicle 2 is formed as a hybrid vehicle.
  • the gear arrangement 1 is used to drive wheels 3 of a driven axle 4 of the vehicle 2.
  • the gear arrangement 1 has an input interface 5 and an electric motor 6, which is coupled in a rotationally fixed manner to the input interface 3.
  • the electric motor 6 is designed as a traction motor for the vehicle 2 and, on the one hand, can form the exclusive traction motor for the vehicle 2.
  • the vehicle 2 may be formed as a hybrid vehicle, which in addition to the electric motor 4 as a traction motor for the drive still has a further motor. It is also possible for the vehicle 2, as an electric vehicle, to have one or more further electric motors as traction motors.
  • the gear arrangement 1 further has an output interface 7, which is in operative connection with a differential device 8.
  • the differential device 8 serves to distribute the generated by the electric motor 6 and passed through the gear assembly 1 and possibly converted drive torque to the two wheels 3 of the axle 4.
  • the differential device 8 has two output shafts 9a, b, which direct the drive torque from the differential device 8 in the direction of the wheels 3.
  • the differential device 8 also serve to distribute the drive torque to two axles of the vehicle.
  • the differential device 8 is formed as a transverse differential device, in the latter case as a longitudinal differential device.
  • the differential device 8 and / or the output shafts 9 a, b form part of the gear arrangement 1.
  • the transmission assembly 1 can be divided into a first transmission gear section 10 and a second transmission gear section 1 1, which are activated or deactivated depending on an operating state of the transmission assembly 1.
  • the transmission assembly 1 has an input shaft 12 and an output shaft 13.
  • the input shaft 12 is rotationally fixed to the input interface 5 and the output shaft 13 is rotatably coupled to the output interface 7, in particular connected.
  • the input shaft 12 and the output shaft 13 are offset parallel to each other.
  • the first transmission gear portion 10 is formed as a gear stage has a first idler gear 14 which is rotatably mounted on the input shaft 12. Further, the first transmission gear portion 10, a first fixed gear 15 which is rotatably mounted on the output shaft 13. The first idler gear 14 and the first fixed gear 15 are operatively connected to each other via a first intermediate gear 16.
  • the first idler gear 14, the first fixed gear 15 and the first idler gear 16 are each formed as spur gears, in particular spur gears, and together form a first gear stage with a first fixed gear ratio (translation) i1.
  • the second transmission gear section 1 1 has a pair of input conical disks 18 and a pair of output conical disks 19 and a traction means 20.
  • the pair of input cone pulleys 18 is coaxial and rotationally fixed on the input shaft 12 placed.
  • the pair of output conical disks 19 are coaxially and non-rotatably mounted on the output shaft 13.
  • the traction means 20 is formed as a looping means and transmits the driving torque from the pair of input cone pulleys 18 to the pair of output conical disks 19 and thus from the input shaft 12 to the output shaft 13. It may be formed, for example, as a push belt, a V-belt, a link chain or a chain be.
  • the pair of input cone pulleys 18 has a stationary input cone pulley 21 and an axially displaceable input cone pulley 22.
  • the pair of output conical disks 19 has a stationary output conical disk 23 and an axially displaceable output conical disk 24.
  • the pair of input cone pulleys 18 faces each other, wherein the traction means 20 is guided between the input cone pulleys 21 and 22 on the mutually facing conical surfaces. Further, the traction means 20 extends between the mutually facing output conical disks 23 and 24, wherein the traction means 20 is guided on the mutually facing conical surfaces.
  • the pair input cone pulleys 18, the pair of output conical disks 19 and the traction means 20 together form a variator with a continuously variable transmission, wherein the continuously variable ratio covers at least the range between i1 and i2, so that the transmission range between i1 and i2 of the second transmission gear section 1 1 can be provided steplessly.
  • the translation i2 is smaller than the translation i1 formed.
  • the actual radial position of the traction means 20 in the pair of input cone pulleys 18 is used as their effective pitch diameter and the actual radial position of the traction means 20 in the pair of output taper discs 19 as their effective pitch diameter in the further description.
  • the gear arrangement 1 has an actuator device 25, which is formed, the axially displaceable input cone pulley 22 to the first idler gear 14 releasably closed couple.
  • the actuator device 25 is designed as an electrical actuator and makes it possible to actively move the displaceable input cone pulley 22 in the axial direction.
  • a provision of the displaceable input cone pulley 22 in the opposite direction can optionally also be effected by the actuator device 25 or by a spring device, not shown.
  • the actuator device 25 is self-locking, so that it remains in the selected axial position even in the de-energized state and thus energy-saving.
  • the actuator device 25 actuates a first clutch device 27, which releasably couples the input cone pulley 22 to the first idler gear 14 via a clutch input gear 28.
  • the coupling input gear 28 is rotatably connected to the first idler gear 14 or forms part of this.
  • the first idler gear 14 and the clutch input gear 28 are formed as a double gear.
  • the coupling input gear 28 and the displaceable input cone pulley 22 each carry a claw part in this embodiment, which together form a claw clutch as the first clutch device 27. Instead of the coupling input gear 28, the claw part can also sit directly on or on the loose wheel 14.
  • the clutch device 27 is closed when the actuator device 25 axially displaces the displaceable input cone pulley 22 in the direction of the first idler gear 14, so that the claw part of the displaceable input cone pulley 22 can engage positively in the claw part of the clutch input gear 28.
  • the first clutch device 27 is released when the displaceable input cone pulley 22 is removed in the axial direction of the first idler gear 14.
  • an output gear 30 is mounted as a fixed wheel, which meshes with an input gear 31 of the differential device 8.
  • Output gear 30 and input gear 31 may form another constant gear stage.
  • the differential device 8 and the input shaft 12 are formed coaxially with each other.
  • the input shaft 12 is formed as a hollow shaft, wherein the output shaft 9a through the hollow shaft coaxial is performed.
  • the input shaft 12 with a rotor (not shown) of the electric motor 6 rotatably connected.
  • the output shaft 9a is additionally passed through the rotor of the electric motor 6.
  • the gear assembly 1 can be arranged coaxially with the axis 4 of the vehicle 2.
  • the gear assembly 1 is shown in a first operating state.
  • the actuator device 25 is shown in a coupled state, wherein the displaceable input cone pulley 22 is rotatably coupled to the first idler gear 14 via the clutch input 28. This is accomplished by positively engaging the jaw portion of the sliding input cone pulley 22 and the jaw portion of the clutch input gear 28 with one another.
  • a torque path formed as a first torque path extends from the electric motor 6, the input interface 5, via the input shaft 12, the slidable input cone pulley 22, the clutch input gear 28, the idler gear 14, the first idler gear 16, the first fixed gear 15 Output shaft 13 to the output interface 7 and then via the output gear 30 to the input gear 31 in the differential device 8, from there the drive torque is distributed to the two output shafts 9a, b.
  • the drive torque is guided via the first transmission gear section 10 and the gear arrangement 1 provides the first fixed gear ratio i1 between the input interface 5 and the output interface 7.
  • FIG. 2 shows the gear arrangement 1 in a second operating state.
  • the first actuator device 25 is in an uncoupled state, wherein the displaceable input cone pulley 22 is decoupled to the first idler gear 14.
  • a torque path formed as a second torque path, proceeds from the electric motor 6, the input interface 5, the input shaft 12, the pair of input cone pulleys 18, the traction means 20, the pair of output conical disks 19, the output shaft 13 to the output interface 7 and from there the output gear 30 and the input gear 31 to the differential device 8, which distributes the driving torque to the two output shafts 9a, b.
  • the drive torque is guided via the second transmission section 11 and the transmission arrangement 1 provides a variable or continuously variable transmission with transmission values between i1 and 12.
  • the continuously variable transmission of the second transmission section 11 is set to correspond exactly to the fixed ratio i1 of the first transmission section 10. In this way, switching between the first operating state and the second operating state can be implemented without interruption.
  • the fixed ratio i1 of the first transmission section 10 is greater than the possible minimum ratio i2 of the second transmission section 11.
  • the first transmission gear section 10 forms a first gear or a first gear and the second transmission gear section 1 1 a second gear or a second gear of the gear assembly. 1
  • the drive torque is exclusively or at least over 50 percent, preferably at least over 80 percent, passed over the first intermediate 16.
  • the complete drive torque is conducted via the traction means 20, whereas no drive torque is conducted via the first intermediate wheel 16.
  • the gear arrangement 1 has the advantage that for standard driving situations of the vehicle 2, the first transmission gear stage 10 can be used, the has a high efficiency by the fixed gear ratio i1.
  • the first transmission gear stage 10 or the first fixed gear ratio i1 can be tuned so that the vehicle 2 can be operated up to a speed of 50 km / h or 60 km / h.
  • the first torque path is used via the first transmission gear section 10 for city driving.
  • the second torque path via the second transmission section 1 1 for faster trips, especially for overland trips with speeds greater than 80 km / h or for highway driving at speeds of over 130 km / h is designed.
  • the distribution between the fixed gear and the variable transmission is selected so that based on an operating time of the vehicle 2, a large part of the operating time is driven in the first transmission gear section 10 and only in rarer driving situations of the transmission gear section 1 1 is used.
  • the transmission gear section 1 1 has a lower efficiency, but by the infinitely adjustable ratio, it is firstly possible to operate the electric motor 6 at an optimal or at least optimized operating point, so that the inferior efficiency is at least partially compensated.
  • the continuously variable transmission allows the vehicle 2 to be adjusted to any driving situation.
  • the switching back from the second operating state to the first switching state is implemented by the actuator device 25 axially displacing the displaceable input cone pulley 22 in the direction of the first idler gear 14. As a result, the axial distance in the pair of input cone pulleys 18 is increased. In the further course of the translation of i2 is performed on i1 and finally the coupling device 27 is transferred from the uncoupled state to the coupled state.
  • the gear arrangement 1 has a locking device 29, which is formed by a stop 26 and the displaceable input cone pulley 22.
  • the stop 26 is fixed to the housing and / or fixed to the frame.
  • the movable one Input cone disc 22 and the stop 26 are formed for a frictional and / or positive coupling.
  • the locking device 29 is activated or locked by the displaceable input cone pulley 22 is moved by the actuator means 25 from the stationary input cone pulley 21 over the switching position for the first transmission gear portion 10 away in a locking position.
  • the displaceable input cone pulley 22 is moved in the axial direction against the stop 26 and connected to this form-fitting and / or frictionally engaged in the direction of rotation about the input shaft 12.
  • the displaceable input cone pulley 22 is moved, for example, into the switching position for the first transmission gear section 10.
  • the actuation of the locking device 29 is performed by the same actuator device 25.

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung vorzuschlagen, welche eine weitere Lösung zum Betreiben eines Elektromotors in einem günstigen Betriebspunkt ermöglicht. Hierzu wird eine Getriebeanordnung (1) für einen Elektromotor (6) eines Fahrzeugs (2) mit einer Eingangsschnittstelle (5) zur Kopplung mit dem Elektromotor (6) und mit einer Ausgangsschnittstelle (7), wobei ein Momentenpfad zwischen der Eingangsschnittstelle und der Ausgangsschnittstelle (7) verläuft, mit einem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) mit einer ersten Übersetzung (i1), wobei der Momentenpfad in einem ersten Betriebszustand der Getriebeanordnung (1) über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) verläuft, und mit einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (11), wobei der Momentenpfad in einem zweiten Betriebszustand der Getriebeanordnung (1) über den zweiten Übersetzungsabschnitt (1) verläuft, vorgeschlagen, wobei der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (11) eine stufenlose Übersetzung (i1...i2) aufweist.

Description

Getriebeanordnung für einen Elektromotor eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit der Getriebeanordnung
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für einen Elektromotor eines Fahrzeugs mit einer Eingangsschnittstelle zur Kopplung mit dem Elektromotor und mit einer Ausgangsschnittstelle, wobei ein Momentenpfad zwischen der Eingangsschnittstelle und der Ausgangsschnittstelle verläuft, mit einem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt mit einer ersten Übersetzung, wobei der Momentenpfad in einem ersten Betriebszustand der Getriebeanordnung über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt verläuft, und mit einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt, wobei der Momentenpfad in einem zweiten Betriebszustand der Getriebeanordnung über den zweiten Übersetzungsabschnitt verläuft. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit dieser Getriebeanordnung.
Bei dem Betrieb von Fahrzeugen mit Elektromotoren scheint es prinzipiell möglich zu sein, das Fahrzeug vom Stillstand bis zur Höchstgeschwindigkeit ohne Wechsel eines Übersetzungsverhältnisses in dem Antriebsstrang anzutreiben. Allerdings hat sich herausgestellt, dass in diesem Fall der Elektromotor nicht in einem optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann.
Es ist daher bereits bekannt, z.B. 2-Gang-Getriebe in einem Antriebsstrang für einen Elektromotor in einem Kraftfahrzeug zu verwenden. Dabei kann zwischen einem ersten Übersetzungsverhältnis, z.B. für ein Anfahren und einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, z.B. für schnellere Fahrten, gewechselt werden.
Die Druckschrift DE 10 2010 024 147 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein derartiges 2-Gang-Getriebe und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung des 2-Gang-Getriebes. Das 2-Gang-Getriebe kann das Antriebsmoment des Elektromotors zum einen untersetzt über einen Planetengetriebeabschnitt und zum anderen übersetzungsfrei unmittelbar auf ein Abtriebszahnrad übertragen. Dadurch ist es möglich, den Elektromotor in einem zumindest an dem Geschwindigkeitsbereich angepassten Betriebspunkt zu betreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung vorzuschlagen, welche eine weitere Lösung zum Betreiben eines Elektromotors in einem günstigen Betriebspunkt ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Getriebeanordnung vorgeschlagen, welche für einen Elektromotor geeignet und/oder ausgebildet ist. Optional bildet der Elektromotor einen Teil der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung ist insbesondere für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet. Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus oder ein anderes Mobil realisiert. Das Fahrzeug kann als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Insbesondere kann die Getriebeanordnung den Antriebsstrang des Fahrzeugs oder einen Zusatzantriebsstrang des Fahrzeugs bilden. Besonders bevorzugt ist die Getriebeanordnung als eine elektrische Achse zum Antrieb von zwei Rädern einer gemeinsamen Achse des Fahrzeugs ausgebildet. Insbesondere ist die Getriebeanordnung ausgebildet, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit von größer 50 km/h zu beschleunigen.
Somit bildet die Getriebeanordnung mindestens einen Getriebeabschnitt in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs zwischen dem Elektromotor und angetriebenen Rädern. Insbesondere kann der Getriebeanordnung eine Differenzialeinrichtung nachgeschaltet sein, welche das Antriebsdrehmoment des Elektromotors auf zwei angetriebenen Räder der gemeinsamen Achse oder auf zwei Achsen des Fahrzeugs verteilt. Optional bildet die Differenzialeinrichtung einen Bestandteil der Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung weist eine Eingangsschnittstelle auf, welche zur Kopplung mit dem Elektromotor ausgebildet ist. Insbesondere ist die Eingangsschnittstelle drehfest mit dem Elektromotor, im Speziellen mit einem Rotor des Elektromotors verbunden. Optional ist die Eingangsschnittstelle unlösbar mit dem Rotor des Elektromotors verbunden.
Zudem weist die Getriebeanordnung eine Ausgangsschnittstelle zur Ausgabe des umgesetzten Antriebsdrehmoments des Elektromotors auf, welche insbesondere zur Ankopplung an die Differenzialeinrichtung ausgebildet ist.
Zwischen der Eingangsschnittstelle und der Ausgangsschnittstelle verläuft ein Momentenpfad zur Überleitung und ggf. Übersetzung des Antriebsdrehmoments oder Antriebsmoments von dem Elektromotor über die Eingangsschnittstelle zur Ausgangsschnittstelle. Der Momentenpfad ist innerhalb der Getriebeanordnung in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Getriebeanordnung umschaltbar. Optional ist der Momentenpfad in jedem Betriebszustand der Getriebeanordnung geschlossen. Bevorzugt kann der Momentenpfad nur zwischen verschiedenen Varianten von Momentenpfaden geschaltet werden, welche alle zwischen der Eingangsschnittstelle und der Ausgangsschnittstelle geschlossen sind. Im Speziellen ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle und die Ausgangsschnittstelle stetig und/oder jederzeit wirkverbunden sind.
Die Getriebeanordnung weist einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt mit einer ersten Übersetzung auf. Insbesondere weist der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt eine erste feste und/oder konstante Übersetzung auf. Vorzugsweise ist der Betrag der ersten Übersetzung ungleich Eins. Die erste Übersetzung ist insbesondere gewählt, sodass eine höhere Drehzahl an dem Eingang und/oder an der Eingangsschnittstelle in eine niedrigere Drehzahl an dem Ausgang und/oder an der Ausgangsschnittstelle übersetzt wird. Insbesondere bildet der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt umgangssprachlich eine Untersetzung. Es ist vorgesehen, dass der Momentenpfad in einem ersten Betriebszustand der Getriebeanordnung als ein erster Momentenpfad über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt verläuft.
Die Getriebeanordnung weist ferner einen zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf. Vorzugsweise setzt der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt eine Übersetzung um. Vorzugsweise ist der Betrag der Übersetzung ungleich Eins. Die Übersetzung ist insbesondere gewählt, sodass eine höhere Drehzahl an dem Eingang und/oder an der Eingangsschnittstelle in eine niedrigere Drehzahl an dem Ausgang und/oder an der Ausgangsschnittstelle übersetzt wird. Der Momentenpfad verläuft in einem zweiten Betriebszustand - vorzugsweise auch Schaltzustand zu nennen - der Getriebeanordnung als zweiter Momentenpfad über den zweiten Übersetzungsabschnitt. Insbesondere bildet der zweite
Übersetzungsgetriebeabschnitt umgangssprachlich eine Untersetzung.
Die Getriebeanordnung ist insbesondere ausgebildet, dass in dem ersten Betriebszustand der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt mit dessen Umsetzung außerhalb des ersten Momentenpfads liegt und/oder in dem zweiten Betriebszustand der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt mit der ersten Übersetzung außerhalb des zweiten Momentenpfads liegt.
Besonders bevorzugt entspricht die Gesamtübersetzung der Getriebeanordnung in dem ersten Betriebszustand der ersten Übersetzung und in dem zweiten Betriebszustand der Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts. Optional ergänzend kann eine weitere Übersetzungsstufe in der Getriebeanordnung realisiert sein, deren Übersetzung sowohl in dem ersten Betriebszustand als auch in dem zweiten Betriebszustand zu der Gesamtübersetzung der Getriebeanordnung beiträgt.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt eine stufenlose Übersetzung aufweist. Insbesondere ist die Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts stufenlos und/oder variabel einstellbar. Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung zwischen einem ersten Betriebszustand mit einer festen Übersetzung und mit einem zweiten Betriebszustand mit einer stufenlosen, variablen und/oder einstellbaren Übersetzung umschaltbar ist. Mit dieser Getriebearchitektur kann erreicht werden, dass eine feste Übersetzung für Geschwindigkeits- und/oder Momentenanforderungen gewählt wird, welche standardmäßig zu erwarten ist. Eine derartige Festübersetzung hat üblicherweise den Vorteil, dass der Wirkungsgrad der Getriebeanordnung sehr hoch ist. Dagegen kann der zweite Betriebszustand eingesetzt werden, um die Getriebeanordnung für einen größeren Bereich einer Geschwindigkeits- und/oder Momentenanforderung variabel einzustellen. Dabei liegt zwar im Vergleich zu dem ersten Betriebszustand ein niedrigerer Wirkungsgrad gegenüber einer festen Übersetzung vor, dagegen kann jedoch der Betriebspunkt des Elektromotors über die variable Übersetzung optimal eingestellt werden, so dass der niedrige Wirkungsgrad zumindest teilweise kompensiert ist. Damit verbindet die erfindungsgemäße Getriebeanordnung als ein Hybridgetriebe die Vorteile eines Getriebes mit fester Übersetzung mit den Vorteilen eines Getriebes mit stufenloser Übersetzung. Insgesamt wird damit eine weitere Lösung zum Betreiben eines Elektromotors in einem situationsangepassten und damit günstigen Betriebspunkt ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass - insbesondere betragsmäßig betrachtet - eine Minimalübersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts kleiner als die erste Übersetzung des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend bildet der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt einen niedrigen Gang (auch Gangstufe zu nennen), insbesondere einen ersten Gang, und der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt einen höheren Gang, insbesondere einen zweiten Gang. Diese Ausgestaltung berücksichtigt, dass ein Fahrzeug, z.B. bei Stadtfahren nahezu in einer konstanten Gangübersetzung gefahren werden kann, welche durch den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt, insbesondere als erster Gang, abgedeckt ist. Die Betriebszeit in anderen Fahrzuständen, wie z.B. Überlandfahrt oder schnelle Autobahnfahrt, ist eher als gering einzustufen, sodass der Wirkungsgrad des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts durch die feste Übersetzung optimiert ist und dagegen die Variabilität für andere Fahrzustände durch den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt sichergestellt ist.
Zudem kann der Schaltkomfort der Getriebeanordnung dahingehend verbessert werden, dass der Übergang von der festen Übersetzung des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts zur stufenlosen Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts stufenlos erfolgt. Insbesondere ist der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt so ausgebildet, dass eine Anfangsübersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts der ersten festen Übersetzung des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts entspricht oder diese zumindest abdeckt. Damit ist es möglich, den Momentenpfad von dem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt umzuschalten, wobei durch die Angleichung der Übersetzungen der Übergang stufenlos erfolgt. Dadurch, dass die Anfangsübersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts und die erste Übersetzung gleich sind, kann die Umschaltung auch unter Last erfolgen. Insbesondere kann dadurch ein Zugkraftunterbrechungsfreies Umschalten erreicht werden.
Insbesondere ist es in einem Zwischenschaltzustand möglich, dass sich der Momenten pfad aufteilt und sowohl über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt als auch über den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt verläuft. Beim weiteren Ändern der Übersetzung in Richtung einer (betragsmäßig) kleineren Übersetzung kann dies durch Ansteuerung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts stufenlos erfolgen, wobei der zweite Betriebszustand spätestens dann erreicht ist, wenn die eingestellte Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts kleiner als die feste Übersetzung des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts ist.
Damit ist der Schaltkomfort der Getriebeanordnung mit dem eines CVT zu vergleichen. Insgesamt kann ab dem niedrigen Gang, insbesondere ab dem ersten Gang, ein stetiges, kontrollierbares Antriebsmoment an die Fahrzeugräder geleitet werden, insbesondere kann ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet bzw. gefahren werden. Ebenso kann bei den schnellen Autobahnfahrten der Elektromotor im optimalen oder zumindest optimierten Betriebspunkt betrieben werden.
Der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt ist bevorzugt als eine Getriebestufe, insbesondere als eine Stirnradgetriebestufe ausgebildet. Die Getriebestufe kann in der einfachsten Ausführung zweirädrig ausgebildet sein. Mit Blick auf den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt, welcher in der einfachsten Ausgestaltung eine positive Übersetzung (i > 0) verwendet, ist es bevorzugt, dass die Getriebestufe eine ungerade Anzahl von Rädern, insbesondere drei Räder aufweist, um ebenfalls eine positive Übersetzung (i > 0) zu erreichen.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt als ein CVT-Getriebeabschnitt ausgebildet (Continuously Variable Transmission). Besonders bevorzugt ist der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt, insbesondere der CVT-Getriebeabschnitt, als ein Zugmittelgetriebeabschnitt realisiert. Das Zugmittel kann beispielsweise als ein Schubgliederband, als ein Keilriemen, als eine Laschenkette, eine Kette, etc. ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt als ein Variator ausgebildet.
Alternativ oder ergänzend weist der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt ein Paar Eingangskegelscheiben, ein Paar Ausgangskegelscheiben sowie ein Zugmittel auf, wobei das Zugmittel wirkverbindend zwischen den zwei Paaren angeordnet ist. Durch eine Änderung des axialen Abstands zwischen den Ausgangskegelscheiben sowie zwischen den Eingangskegelscheiben kann die Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts stufenlos eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Getriebeanordnung mindestens oder genau eine Aktoreinrichtung zur Verschiebung einer der Eingangskegelscheiben als eine verschiebbare Eingangskegelscheibe in mindestens eine axiale Richtung auf. Ferner weist die Getriebeanordnung ein Koppeleingangsrad des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts auf, wobei eine Kopplung zwischen dem Koppeleingangsrad und der verschiebbaren Eingangskegelscheibe durch ein axiales Verschieben der verschiebbaren Eingangskegelscheibe erfolgt. Durch das axiale Verschieben der verschiebbaren Eingangskegelscheibe wird diese zum einen mit dem Koppeleingangsrad gekoppelt und zum anderen wird der axiale Abstand zwischen der verschiebbaren Eingangskegelscheibe und der anderen Eingangskegelscheibe, vorzugsweise ausgebildet als eine stationäre Eingangskegelscheibe, in dem gekoppelten Zustand gegenüber dem ungekoppelten Zustand vergrößert.
Betrachtet man das Paar Eingangskegelscheiben als ein Rad für das Zugmittel, so wird durch die Vergrößerung des axialen Abstands der Teilkreisdurchmesser des Rads - auch wirksamer Teilkreisdurchmesser zu nennen - verkleinert. In dem ersten Betriebszustand befindet sich die verschiebbare Eingangskegelscheibe in einem gekoppelten Zustand mit dem Koppeleingangsrad. In dem zweiten Betriebszustand befinden sich die verschiebbare Eingangskegelscheibe und das Koppeleingangsrad in einem ungekoppelten Zustand.
Durch die Aktoreinrichtung wird zum einen das Umschalten der Betriebszustände durch eine Kopplung bzw. Entkopplung von Eingangskegelscheibe und Koppeleingangsrad umgesetzt. Zum anderen kann durch die Änderung des axialen Abstands der Eingangskegelscheiben zueinander die stufenlose Übersetzung eingestellt werden.
Der axiale Abstand der Ausgangskegelscheiben stellt sich selbsttätig passend zu dem axialen Abstand der Eingangskegelscheiben ein. Gegebenenfalls können mindestens eine oder sogar beide der Ausgangskegelscheiben entsprechend z.B. durch Federeinrichtungen passiv vorgespannt sein oder durch eine weitere Aktoreinrichtung synchron bewegt werden.
Besonders hervorzuheben ist, dass durch die Aktoreinrichtung somit das Umschalten der Betriebszustände und das Einstellen der stufenlosen Übersetzung erfolgt. Damit ist für die Getriebeanordnung nur eine einzige Aktoreinrichtung notwendig. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aktoreinrichtung in dem ersten Betriebszustand stromlos gesetzt werden kann, um den Energiebedarf der Aktoreinrichtung und damit der Getriebeanordnung zu minimieren.
In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung erfolgt die Kopplung zwischen dem Koppeleingangsrad und der verschiebbaren Eingangskegelscheibe über eine formschlüssige Kupplung, insbesondere über eine Klauenkupplung. Die Verwendung der formschlüssigen Kupplung, insbesondere der Klauenkupplung, ist insbesondere deshalb möglich, da die stufenlose Übersetzung bei dem Wechsel des Betriebszustands auf den gleichen Wert wie die erste feste Übersetzung des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts gesetzt ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung eine Differenzialeinrichtung, wobei die Differenzialeinrichtung mit der Ausgangsschnittstelle wirkverbunden ist. Prinzipiell ist es möglich, dass die Differenzialeinrichtung z.B. achsparallel zu dem Elektromotor, zu dem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt und/oder zu dem zweiten
Übersetzungsgetriebeabschnitt angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Differenzialeinrichtung jedoch koaxial zu der Eingangsschnittstelle angeordnet. Die Eingangsschnittstelle weist in dieser Ausgestaltung einen Hohlwellenabschnitt auf, wobei eine Abtriebswelle der Differenzialanordnung durch den Hohlwellenabschnitt durchgeführt ist. In dieser Ausgestaltung ist es somit möglich, die Differenzialeinrichtung koaxial zu der Eingangsschnittstelle und damit koaxial zu dem Paar Eingangskegelscheiben anzuordnen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung den Elektromotor, wobei der Elektromotor koaxial zu dem Hohlwellenabschnitt angeordnet ist und die Abtriebswelle zusätzlich durch den Elektromotor durchgeführt ist. Damit kann die Getriebeanordnung als eine koaxiale Anordnung, welche koaxial zu der oder den Abtriebswellen der Differenzialeinrichtung angeordnet ist, ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung eine Eingangswelle sowie eine Ausgangswelle. Die Eingangswelle ist mit der Eingangsschnittstelle wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, die Ausgangswelle ist mit der Ausgangsschnittstelle wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt weist ein erstes Festrad auf der Ausgangswelle und ein erstes Losrad auf der Eingangswelle auf. Die Aktoreinrichtung ist ausgebildet, die verschiebbare Eingangskegelscheibe mit dem ersten Losrad als Koppeleingangsrad zu koppeln und zu entkoppeln.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft der Momentenpfad in dem ersten Betriebszustand von der Eingangsschnittstelle über die Eingangswelle, über die verschiebbare Eingangsgetriebescheibe, über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt und außerhalb von dem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt über die Ausgangswelle zu der Ausgangsschnittstelle. Der Momentenpfad im zweiten Betriebszustand verläuft dagegen von der Eingangsschnittstelle über die Eingangswelle, über mindestens eine der Eingangskegelscheiben, über den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt, insbesondere über das Zugmittel und/oder außerhalb des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts, über die Ausgangswelle zu der Ausgangsschnittstelle. Besonders bevorzugt ist der erste Momentenpfad als ein ausschließlich formschlüssiger Momentenpfad und/oder der zweite Momentenpfad als ein zumindest abschnittsweise reibschlüssiger Momentenpfad ausgebildet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet das Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Das Fahrzeug weist die Getriebeanordnung, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf. Ferner umfasst das Fahrzeug den Elektromotor. Optional ergänzend kann das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor als weiteren Antriebsmomenterzeuger aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Getriebeanordnung als eine elektrische Vorderachse oder als eine elektrische Hinterachse realisiert. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Betriebszustand;
Figur 2 die Getriebeanordnung in der Figur 1 in einem zweiten Betriebszustand.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Getriebeanordnung 1 für ein Fahrzeug 2, wobei das Fahrzeug 2 jedoch nur schematisch als Kasten dargestellt ist. Die Getriebeanordnung 1 bildet einen Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 2 oder bildet den Antriebsstrang des Fahrzeugs 2. Das Fahrzeug 2 kann als ein reines Elektrofahrzeug ausgebildet sein, alternativ hierzu ist das Fahrzeug 2 als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient die Getriebeanordnung 1 zum Antrieb von Rädern 3 einer angetriebenen Achse 4 des Fahrzeugs 2.
Die Getriebeanordnung 1 weist eine Eingangsschnittstelle 5 sowie einen Elektromotor 6 auf, welcher mit der Eingangsschnittstelle 3 drehfest gekoppelt ist. Der Elektromotor 6 ist als ein Traktionsmotor für das Fahrzeug 2 ausgebildet und kann zum einen den ausschließlichen Traktionsmotor für das Fahrzeug 2 bilden. Alternativ kann das Fahrzeug 2 als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein, welches neben dem Elektromotor 4 als Traktionsmotor für den Antrieb noch einen weiteren Motor aufweist. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug 2 als Elektrofahrzeug einen oder mehrere weitere Elektromotoren als Traktionsmotoren aufweist.
Die Getriebeanordnung 1 weist ferner eine Ausgangsschnittstelle 7 auf, welche mit einer Differentialeinrichtung 8 in Wirkverbindung steht. Die Differentialeinrichtung 8 dient dazu, das von dem Elektromotor 6 erzeugte und durch die Getriebeanordnung 1 geleitete und ggf. umgesetzte Antriebsdrehmoment an die zwei Räder 3 der Achse 4 zu verteilen. Die Differentialeinrichtung 8 weist zwei Abtriebswellen 9a, b auf, welche das Antriebsdrehmonnent von der Differentialeinrichtung 8 in Richtung der Räder 3 leiten. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Differentialeinrichtung 8 auch dazu dienen, das Antriebsdrehmonnent an zwei Achsen des Fahrzeugs zu verteilen. In dem erstgenannten Fall ist die Differentialeinrichtung 8 als eine Querdifferentialeinrichtung, in dem letztgenannten Fall als eine Längsdifferentialeinrichtung ausgebildet. Optional bildet die Differentialeinrichtung 8 und/oder die Abtriebswellen 9a, b einen Bestandteil der Getriebeanordnung 1 .
Die Getriebeanordnung 1 kann in einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 und in einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 unterteilt werden, welche in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Getriebeanordnung 1 aktiviert oder deaktiviert sind.
Die Getriebeanordnung 1 weist eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 13 auf. Die Eingangswelle 12 ist drehfest mit der Eingangsschnittstelle 5 und die Ausgangswelle 13 ist drehfest mit der Ausgangsschnittstelle 7 gekoppelt, insbesondere verbunden. Die Eingangswelle 12 und die Ausgangswelle 13 sind parallel versetzt zueinander angeordnet.
Der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 ist als eine Getriebestufe ausgebildet weist ein erstes Losrad 14 auf, welches drehbar auf der Eingangswelle 12 angeordnet ist. Ferner weist der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 ein erstes Festrad 15 auf, welches drehfest auf der Ausgangswelle 13 angeordnet ist. Das erste Losrad 14 und das erste Festrad 15 sind über ein erstes Zwischenrad 16 miteinander wirkverbunden. Das erste Losrad 14, das erste Festrad 15 und das erste Zwischenrad 16 sind jeweils als Stirnräder, insbesondere Stirnzahnräder, ausgebildet und bilden gemeinsam eine erste Getriebestufe mit einem ersten festen Übersetzungsverhältnis (Übersetzung) i1 .
Der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 weist ein Paar Eingangskegelscheiben 18 und ein Paar Ausgangskegelscheiben 19 sowie ein Zugmittel 20 auf. Das Paar Eingangskegelscheiben 18 ist koaxial und drehfest auf der Eingangswelle 12 aufgesetzt. Das Paar Ausgangskegelscheiben 19 ist koaxial und drehfest auf der Ausgangswelle 13 aufgesetzt. Das Zugmittel 20 ist als ein Umschlingungsmittel ausgebildet und überträgt das Antriebsdrehmoment von dem Paar Eingangskegelscheiben 18 auf das Paar Ausgangskegelscheiben 19 und somit von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13. Es kann zum Beispiel als Schubgliederband, ein Keilriemen, eine Laschenkette oder als eine Kette ausgebildet sein.
Das Paar Eingangskegelscheiben 18 weist eine stationäre Eingangskegelscheibe 21 und eine axial verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 auf. Das Paar Ausgangskegelscheiben 19 weist eine stationäre Ausgangskegelscheibe 23 und eine in axialer Richtung verschiebbare Ausgangskegelscheibe 24 auf. Das Paar Eingangskegelscheiben 18 ist zueinander zugewandt, wobei das Zugmittel 20 zwischen den Eingangskegelscheiben 21 und 22 auf deren zueinander zugewandten Kegelflächen geführt ist. Ferner verläuft das Zugmittel 20 zwischen den zueinander zugewandten Ausgangskegelscheiben 23 und 24, wobei das Zugmittel 20 auf deren zueinander zugewandten Kegelflächen geführt ist.
Das Paar Eingangskegelscheiben 18, das Paar Ausgangskegelscheiben 19 und das Zugmittel 20 bilden gemeinsam ein Variator-Getriebe mit einer stufenlosen Übersetzung, wobei die stufenlose Übersetzung mindestens den Bereich zwischen i1 und i2 abdeckt, sodass der Übersetzungsbereich zwischen i1 und i2 von dem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 stufenlos bereitgestellt werden kann. Die Übersetzung i2 ist kleiner als die Übersetzung i1 ausgebildet.
Die aktuelle radiale Position des Zugmittels 20 in dem Paar Eingangskegelscheiben 18 wird als deren wirksamer Teilkreisdurchmesser und die aktuelle radiale Position des Zugmittels 20 in dem Paar Ausgangskegelscheiben 19 als deren wirksamer Teilkreisdurchmesser in der weiteren Beschreibung verwendet.
Die Getriebeanordnung 1 weist eine Aktoreinrichtung 25 auf, welche ausgebildet ist, die axial verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 mit dem ersten Losrad 14 lösbar zu koppeln. Die Aktoreinrichtung 25 ist als ein elektrischer Aktuator ausgebildet und ermöglicht es, die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 in axialer Richtung aktiv zu verschieben. Eine Rückstellung der verschiebbaren Eingangskegelscheibe 22 in Gegenrichtung kann wahlweise ebenfalls durch die Aktoreinrichtung 25 oder durch eine nicht dargestellte Federeinrichtung erfolgen. Die Aktoreinrichtung 25 ist selbsthemmend ausgebildet, sodass diese in der jeweils gewählten axialen Position auch im stromlosen Zustand und damit energiesparend verbleibt.
Die Aktoreinrichtung 25 betätigt eine erste Kupplungseinrichtung 27, welche die Eingangskegelscheibe 22 über ein Koppeleingangsrad 28 lösbar mit dem ersten Losrad 14 kuppelt. Das Koppeleingangsrad 28 ist drehfest mit dem ersten Losrad 14 verbunden ist oder bildet ein Teil von diesem. In diesem Beispiel sind das erste Losrad 14 und das Koppeleingangsrad 28 als ein Doppelrad ausgebildet. Das Koppeleingangsrad 28 und die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 tragen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein Klauenteil, welche gemeinsam eine Klauenkupplung als die erste Kupplungseinrichtung 27 bilden. Statt dem Koppeleingangsrad 28 kann das Klauenteil auch unmittelbar auf oder an dem Losrad 14 sitzen.
Die Kupplungseinrichtung 27 wird geschlossen, wenn die Aktoreinrichtung 25 die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 in Richtung des ersten Losrads 14 axial schiebt, sodass das Klauenteil der verschiebbaren Eingangskegelscheibe 22 in den Klauenteil des Koppeleingangsrads 28 formschlüssig eingreifen kann. Die erste Kupplungseinrichtung 27 wird gelöst, wenn die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 in axialer Richtung von dem ersten Losrad 14 entfernt wird.
Auf der Ausgangswelle 13 an der Ausgangsschnittstelle 7 ist ein Ausgangsrad 30 als Festrad aufgesetzt, welches mit einem Eingangsrad 31 der Differentialeinrichtung 8 kämmt. Ausgangsrad 30 und Eingangsrad 31 können eine weitere, konstante Getriebestufe bilden. Die Differentialeinrichtung 8 und die Eingangswelle 12 sind zueinander koaxial ausgebildet. Insbesondere ist die Eingangswelle 12 als eine Hohlwelle ausgebildet, wobei die Abtriebswelle 9a durch die Hohlwelle koaxial durchgeführt ist. Insbesondere ist die Eingangswelle 12 mit einem Rotor (nicht dargestellt) des Elektromotors 6 drehfest verbunden. Die Abtriebswelle 9a wird ergänzend durch den Rotor des Elektromotors 6 hindurchgeführt. Damit kann die Getriebeanordnung 1 koaxial zu der Achse 4 des Fahrzeugs 2 angeordnet werden.
Die Funktionsweise der Getriebeanordnung 1 ist wie folgt:
In der Figur 1 ist die Getriebeanordnung 1 in einem ersten Betriebszustand dargestellt. In dem ersten Betriebszustand ist die Aktoreinrichtung 25 in einem gekoppelten Zustand dargestellt, wobei die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 mit dem ersten Losrad 14 über das Koppeleingangsrad 28 drehfest gekoppelt ist. Dies wird dadurch umgesetzt, dass das Klauenteil der verschiebbaren Eingangskegelscheibe 22 und das Klauenteil des Koppeleingangsrads 28 miteinander in einem formschlüssigen Eingriff stehen.
Ein Momenten pfad, ausgebildet als ein erster Momentenpfad, verläuft ausgehend von dem Elektromotor 6, der Eingangsschnittstelle 5, über die Eingangswelle 12, die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22, das Koppeleingangsrad 28, das Losrad 14, das erste Zwischenrad 16, das erste Festrad 15, die Ausgangswelle 13 zu der Ausgangsschnittstelle 7 und dann über das Ausgangsrad 30 zu dem Eingangsrad 31 in die Differentialeinrichtung 8, von dort wird das Antriebsdrehmoment auf die zwei Abtriebswellen 9a, b verteilt.
Damit wird in dem ersten Betriebszustand das Antriebsdrehmoment über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 geführt und die Getriebeanordnung 1 stellt die erste feste Übersetzung i1 zwischen der Eingangsschnittstelle 5 und der Ausgangsschnittstelle 7 zur Verfügung.
In der Figur 2 ist die Getriebeanordnung 1 in einem zweiten Betriebszustand dargestellt. Im zweiten Betriebszustand ist die erste Aktoreinrichtung 25 in einem ungekoppelten Zustand, wobei die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 zu dem ersten Losrad 14 entkoppelt ist. Ein Momentenpfad, ausgebildet als ein zweiter Momentenpfad, verläuft ausgehend von dem Elektromotor 6, der Eingangsschnittstelle 5, der Eingangswelle 12, das Paar Eingangskegelscheiben 18, das Zugmittel 20, das Paar Ausgangskegelscheiben 19, die Ausgangswelle 13 zu der Ausgangsschnittstelle 7 und von dort aus über das Ausgangsrad 30 und das Eingangsrad 31 zu der Differentialeinrichtung 8, welche das Antriebsdrehmoment auf die zwei Abtriebswellen 9a, b verteilt. Damit wird in dem zweiten Betriebszustand das Antriebsdrehmoment über den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 geführt und die Getriebeanordnung 1 stellt eine variable oder stufenlose Übersetzung mit Übersetzungswerten zwischen i1 und 12 zur Verfügung.
Bei dem Umschalten zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand ist die stufenlose Übersetzung des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts 1 1 so eingestellt, dass diese genau der festen Übersetzung i1 des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts 10 entspricht. Damit kann ein Schalten zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand zugunterbrechungsfrei umgesetzt werden.
Die feste Übersetzung i1 des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts 10 ist größer als die mögliche Minimalübersetzung i2 des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts 1 1 . Damit bildet der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 eine erste Gangstufe oder einen ersten Gang und die zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 eine zweite Gangstufe oder einen zweiten Gang der Getriebeanordnung 1 . Zu ergänzen ist, dass in dem ersten Betriebszustand das Antriebsdrehmoment ausschließlich oder zumindest zu über 50 Prozent, vorzugsweise zu über mindestens über 80 Prozent, über das erste Zwischenrad 16 geleitet wird. In dem zweiten Betriebszustand wird das vollständige Antriebsdrehmoment über das Zugmittel 20 geleitet, dagegen wird kein Antriebsdrehmoment über das erste Zwischenrad 16 geleitet.
Die Getriebeanordnung 1 hat den Vorteil, dass für Standardfahrsituationen des Fahrzeugs 2 die erste Übersetzungsgetriebestufe 10 verwendet werden kann, die durch das feste Übersetzungsverhältnis i1 einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Insbesondere kann die erste Übersetzungsgetriebestufe 10 beziehungsweise das erste feste Übersetzungsverhältnis i1 so abgestimmt sein, dass das Fahrzeug 2 bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h oder 60 km/h betrieben werden kann. Insbesondere wird der erste Momentenpfad über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 für Stadtfahrten verwendet. Dagegen ist vorgesehen, dass der zweite Momentenpfad über den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 für schnellere Fahrten, insbesondere für Überlandfahrten mit Geschwindigkeiten größer als 80 km/h oder für Autobahnfahrten mit Geschwindigkeiten von über 130 km/h ausgelegt ist.
Die Verteilung zwischen Festgetriebe und variablem Getriebe ist so gewählt, dass bezogen auf eine Betriebszeit des Fahrzeugs 2 ein Großteil der Betriebszeit in dem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 gefahren wird und nur in selteneren Fahrsituationen der Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 verwendet wird. Der Übersetzungsgetriebeabschnitt 1 1 weist zwar einen niedrigeren Wirkungsgrad auf, durch die stufenlos einstellbare Übersetzung ist es jedoch zum einen möglich, den Elektromotor 6 an einem optimalen oder zumindest optimierten Betriebspunkt zu betreiben, sodass der schlechtere Wirkungsgrad wenigstens zum Teil kompensiert wird. Zum zweiten erlaubt die stufenlos einstellbare Übersetzung es, das Fahrzeug 2 auf eine beliebige Fahrsituation einzustellen.
Das Rückschalten von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Schaltzustand wird umgesetzt, indem die Aktoreinrichtung 25 die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 in Richtung des ersten Losrads 14 axial verschiebt. Dadurch wird der axiale Abstand in dem Paar der Eingangskegelscheiben 18 vergrößert Im weiteren Verlauf wird die Übersetzung von i2 auf i1 geführt und schließlich die Kupplungseinrichtung 27 von dem ungekoppelten Zustand in den gekoppelten Zustand überführt.
Optional weist die Getriebeanordnung 1 eine Sperreinrichtung 29 auf, die durch einen Anschlag 26 und die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 gebildet ist. Der Anschlag 26 ist gehäusefest und/oder gestellfest angeordnet. Die verschiebbare Eingangskegelescheibe 22 und der Anschlag 26 sind für eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Kopplung ausgebildet. Die Sperreinrichtung 29 wird aktiviert oder arretiert, indem die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 durch die Aktoreinrichtung 25 von der stationären Eingangskegelscheibe 21 über die Schaltposition für den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 hinweg in eine Sperrposition verschoben wird. Die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 wird in axialer Richtung gegen den Anschlag 26 gefahren und mit diesem formschlüssig und/oder reibschlüssig in Umlaufrichtung um die Eingangswelle 12 verbunden. Für ein Lösen der Sperreinrichtung 29 wird die verschiebbare Eingangskegelscheibe 22 z.B. in die Schaltposition für den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 10 verfahren. Somit wird auch die Aktuierung der Sperreinrichtung 29 durch die gleiche Aktoreinrichtung 25 durchgeführt.
Bezugszeichenliste
1 Getriebeanordnung
2 Fahrzeug
3 Räder
4 Achse
5 Eingangsschnittstelle
6 Elektromotor
7 Ausgangsschnittstelle
8 Differentialeinrichtung
9a, b Abtriebswellen
10 erster Übersetzungsgetriebeabschnitt
1 1 zweiter Übersetzungsgetriebeabschnitt
12 Eingangswelle
13 Ausgangswelle
14 erstes Losrad 15 erstes Festrad
16 erstes Zwischenrad
17 leer
18 Eingangskegelscheiben
19 Ausgangskegelscheiben
20 Zugmittel
21 Eingangskegelscheibe
22 Eingangskegelscheibe
23 Ausgangskegelscheibe
24 Ausgangskegelscheibe
25 Aktoreinrichtung
26 Anschlag
27 erste Kupplungseinrichtung
28 Koppeleingangsrad
29 Sperreinrichtung
30 Ausgangsrad
31 Eingangsrad
i1 erstes festes Übersetzungsverhältnis i2 Übersetzungsverhältnis

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebeanordnung (1 ) für einen Elektromotor (6) eines Fahrzeugs (2) mit einer Eingangsschnittstelle (5) zur Kopplung mit dem Elektromotor (6) und mit einer Ausgangsschnittstelle (7), wobei ein Momentenpfad zwischen der Eingangsschnittstelle (5) und der Ausgangsschnittstelle (7) verläuft, mit einem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) mit einer ersten Übersetzung (i1 ), wobei der Momentenpfad in einem ersten Betriebszustand der Getriebeanordnung (1 ) über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) verläuft, mit einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ), wobei der Momentenpfad in einem zweiten Betriebszustand der Getriebeanordnung (1 ) über den zweiten Übersetzungsabschnitt (1 1 ) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) eine stufenlose Übersetzung (i1 ...i2) aufweist.
2. Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Minimalübersetzung (i2) des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts (1 1 ) kleiner als die erste Übersetzung (i1 ) des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts (10) ausgebildet ist und/oder dass der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) einen niedrigen Gang und der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) einen höheren Gang bildet.
3. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) als ein CVT- Getriebeabschnitt und/oder als ein Zugmittel-Getriebeabschnitt und/oder als ein Variator ausgebildet ist.
4. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) ein Paar Eingangskegelscheiben (18), ein Paar Ausgangskegelscheiben (19) sowie ein Zugmittel (20) aufweist, wobei das Zugmittel (20) wirkverbindend zwischen den zwei Paaren (18,19) angeordnet ist.
5. Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Aktoreinrichtung (25) zur Verschiebung einer der Eingangskegelscheiben (18) als verschiebbare Eingangskegelscheibe (22) in mindestens eine axiale Richtung sowie ein Koppeleingangsrad (28) des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts (10), wobei eine Kopplung zwischen dem Koppeleingangsrad (28) und der verschiebbaren Eingangskegelscheibe (22) durch ein axiales Verschieben der verschiebbaren Eingangskegelscheibe (22) erfolgt, wobei der axiale Abstand zwischen der verschiebbaren Eingangskegelscheibe (22) zu der anderen Eingangskegelscheibe (21 ) in dem gekoppelten Zustand größer als in dem ungekoppelten Zustand ist.
6. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1 ) eine Differenzialeinrichtung (8) aufweist, wobei die Differenzialeinrichtung (8) mit der Ausgangsschnittstelle (7) wirkverbunden ist, wobei die Differenzialeinrichtung (8) koaxial zu der Eingangsschnittstelle (5) angeordnet ist, wobei die Eingangsschnittstelle (5) als ein Hohlwellenabschnitt ausgebildet ist und wobei die Differenzialeinrichtung eine Abtriebswelle (9a) aufweist, die durch den Hohlwellenabschnitt durchgeführt ist.
7. Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1 ) den Elektromotor (6) umfasst, wobei der Elektromotor (6) koaxial zu dem Hohlwellenabschnitt angeordnet ist und die Abtriebswelle (9a) durch den Elektromotor (6) geführt ist.
8. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Eingangswelle (12) und durch eine Ausgangswelle (13), wobei die Eingangswelle (12) mit der Eingangsschnittstelle (5) wirkverbunden ist und die Ausgangswelle (13) mit der Ausgangsschnittstelle (7) wirkverbunden ist, wobei der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) ein erstes Festrad (15) auf der Ausgangswelle (13) und ein erstes Losrad (14) auf der Eingangswelle (12) aufweist, wobei die Aktoreinrichtung (25) ausgebildet ist, die verschiebbare Eingangskegelscheibe (22) mit dem ersten Losrad (14) als oder über ein Koppeleingangsrad (28) zu koppeln und zu entkoppeln.
9. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenpfad in dem ersten Betriebszustand von der
Eingangsschnittstelle (5) über die Eingangswelle (12), über die verschiebbare Eingangskegelscheibe (22), über den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (10) und außerhalb von dem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) über die Ausgangswelle (13) zu der Ausgangsschnittstelle (7) läuft und/oder dass der Momenten pfad in dem zweiten Betriebszustand von der Eingangsschnittstelle (5) über die Eingangswelle (12), über mindestens eine der Eingangskegelscheiben (21 ,22), über den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (1 1 ) und außerhalb des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts (10) über die Ausgangswelle (13) zu der Ausgangsschnittstelle (7) läuft.
10. Fahrzeug (2), gekennzeichnet durch eine Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108621786B (zh) * 2018-05-30 2024-03-22 湖南科技大学 一种纯电动汽车用传动系统
DE102018117323A1 (de) * 2018-07-18 2020-01-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinheit mit stufenlosem Getriebe sowie Antriebsstrang
DE102018125116A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinheit
SE543136C2 (en) * 2018-11-05 2020-10-13 Scania Cv Ab Method and control device for operating a modular vehicle
US11465496B2 (en) * 2019-08-29 2022-10-11 Kawasaki Motors, Ltd. Power unit of utility vehicle
DE102020201426A1 (de) * 2020-02-06 2021-08-12 Zf Friedrichshafen Ag Elektrische Antriebsanordnung für ein Fahrzeug
WO2022261932A1 (zh) * 2021-06-18 2022-12-22 舍弗勒技术股份两合公司 减速机构及车辆
DE102021127302A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebseinheit für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug
CN117698414B (zh) * 2024-01-08 2026-03-03 浙江极氪智能科技有限公司 一种电驱动系统及汽车

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5720686A (en) * 1996-06-24 1998-02-24 National Science Council Transmission system
DE102010024147A1 (de) 2009-07-02 2011-01-05 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Zwei-Gang-Getriebe und Verfahren zur Steuerung eines Zwei-Gang-Getriebes

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE818300C (de) * 1949-10-06 1951-10-25 Patentverwertung W Reimers G M Stufenlos regelbares Getriebe
FR1268226A (fr) * 1960-09-23 1961-07-28 Karl Hueller G M B H Bloc de transmissions d'avance
FR2543245B1 (fr) * 1983-03-22 1988-02-19 Renault Transmission a variateur
DE4207093A1 (de) * 1992-03-06 1993-04-01 Daimler Benz Ag Wechselgetriebe fuer den antrieb eines fahrzeuges
US5961414A (en) * 1997-09-29 1999-10-05 Ford Global Technologies, Inc. Dual mode continuously variable transmission having multiple torque input paths
US5931760A (en) * 1997-09-29 1999-08-03 Ford Global Technologies, Inc. Dual mode continuously variable transmission having multiple torque input paths
US5937711A (en) * 1998-03-19 1999-08-17 Ford Global Technologies, Inc. All wheel drive continuously variable transmission having dual mode operation
CN1578890B (zh) * 2002-09-30 2010-05-26 乌尔里克·罗斯 传动机构
US7559868B2 (en) * 2002-09-30 2009-07-14 Ulrich Rohs Epicyclic gear
CN1568406B (zh) * 2002-09-30 2011-10-05 乌尔里克·罗斯 无级变速传动装置
JP4552376B2 (ja) * 2002-11-29 2010-09-29 株式会社エクォス・リサーチ 無限変速機
CN102518769B (zh) 2005-07-23 2015-04-15 卢克摩擦片和离合器两合公司 具有变速比可无级调节的多个变速比范围的功率分流式变速器
JP2008164117A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Nissan Motor Co Ltd 無段変速機及び無段変速機を備える車両
CN201133458Y (zh) * 2007-08-25 2008-10-15 马彦频 液压双离合器无极变速器
DE112008003287A5 (de) 2007-12-21 2010-09-02 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Getriebeanorndung für ein Fahrzeug
DE102010024603B4 (de) * 2010-06-22 2012-09-20 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebseinheit mit einem elektromotorischen Antrieb für zwei Differenzwellen eines Ausgleichsgetriebes
JP6176197B2 (ja) * 2014-07-07 2017-08-09 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
DE102015200799B3 (de) * 2015-01-20 2016-06-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebeanordnung für einen Elektromotor eines Fahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5720686A (en) * 1996-06-24 1998-02-24 National Science Council Transmission system
DE102010024147A1 (de) 2009-07-02 2011-01-05 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Zwei-Gang-Getriebe und Verfahren zur Steuerung eines Zwei-Gang-Getriebes

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Publication number Publication date
CN107110317A (zh) 2017-08-29
CN107110317B (zh) 2019-07-12
DE102015200798B3 (de) 2016-06-16
US10605344B2 (en) 2020-03-31
US20180009314A1 (en) 2018-01-11

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