WO2017092998A1 - Getriebe für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2017092998A1
WO2017092998A1 PCT/EP2016/077336 EP2016077336W WO2017092998A1 WO 2017092998 A1 WO2017092998 A1 WO 2017092998A1 EP 2016077336 W EP2016077336 W EP 2016077336W WO 2017092998 A1 WO2017092998 A1 WO 2017092998A1
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planetary gear
switching element
gear set
transmission
switching
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PCT/EP2016/077336
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Stefan Beck
Martin Brehmer
Matthias Horn
Kim Führer
Andreas Geiger
Thomas Riedisser
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle.
  • a transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gears, so fixed ratios between two shafts of the transmission, are preferably automatically switched by switching elements.
  • the switching elements are, for example, clutches or brakes here.
  • Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adapt the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.
  • the shortest achievable with this transmission forward ratio can be achieved by closing the designated as 68 and 66 torque transmitting devices.
  • the designated as 66 torque transfer device undergoes a high torque load at a high input shaft torque.
  • care must be taken at such a high load on the permissible surface pressure of the friction linings.
  • Such a trained lamella switching element must therefore be formed with a large diameter and a high number of fins.
  • this increases the construction cost of the transmission and its external dimensions, and leads to increased drag torque.
  • the switching element designated as 66 is not required.
  • thrust downshifting into the first forward gear is advantageous for the best possible utilization of the regenerative operation. Because of this, the electric machine can be operated as long as possible at high speed. If the switching element to be closed only in the first forward gear is designed as a form-locking switching element, such a downshift can not be carried out under load without special measures. As a remedy can be waived in such transmissions of a thrust-downshift in the first forward gear. However, staying in the second forward gear during the overrun operation leads to frequent train-downshifts from the second to the first forward gear, for example when the motor vehicle is to be accelerated again from a slowly rolling state. Such a switching operation can lead to a switching form-fitting switching element to a deterioration of the switching comfort.
  • the transmission has a drive shaft, an output shaft, an electric machine, a plurality of planetary gear sets and a plurality of switching elements.
  • the electric machine is designed to drive the drive shaft in motor operation, and to receive power from the drive shaft during generator operation. By selectively closing the switching elements different forward gears between the drive shaft and the output shaft can be displayed.
  • the switching elements comprise a first switching element, which only contributes to the formation of the first of the forward gears.
  • the first switching element may also contribute to the formation of a reverse gear between the drive shaft and the output shaft.
  • By closing this first switching element a web of one of the planetary gear sets can be fixed in a rotationally fixed manner.
  • the first switching element thus acts as a brake. Since the web gear set forms the sum shaft of the planetary gear set in a planetary gear set designed as negative gearset, the torque to be supported on the web is higher than on other elements of the planetary gearset, for example the sun gear.
  • the first switching element is designed as a non-positive friction switching element, the lamellae of which have exclusively non-wearing friction surfaces.
  • Reibschaltelements not applied to the blade friction lining.
  • the friction surfaces of individual or all lamellae of such a Reibschaltelements can be heat treated, for example, nitrided.
  • Such Reibschaltium are largely unsuitable for a controlled slip operation. Nevertheless, it is Closing under load and differential speed nondestructive possible. Since the friction surfaces have no friction lining, a significantly higher surface pressure is possible than with conventional lamellae switching elements, whereby the number of lamellas and the friction surface can be reduced. As a result, the drag torques can be reduced in the open state of the first switching element.
  • the shutdown switching element is converted into a slip mode to raise the speed of the drive shaft to the desired level. If the target speed is reached, the switching element is closed.
  • the first switching element is the switching element.
  • the selection as Reibschaltelement without friction lining allows closing even in case of deviations from the target speed, ie in the slip mode.
  • the inventively designed first switching element is less sensitive to inaccuracies in the speed detection, or the inertia of the closing actuator. The shifting comfort can thus be improved.
  • the friction elements of the first switching element are designed as steel plates without coating. Such friction elements are easy to produce and have a high permissible surface pressure.
  • the switching elements of the transmission comprise a second, acting as a brake switching element, which is designed as a non-positive friction switching element with a plurality of inner disks and a plurality of outer disks.
  • the surface texture of the inner disk friction surfaces differs in this second switching element of the surface texture of the outer disk friction surfaces.
  • the inner disks are designed as friction lining disks, while the outer disks are designed as bare steel disks.
  • This second switching element can be provided as the switchable from the first to the second forward gear switching element.
  • first switching element can be actuated hydraulically by means of a piston
  • this piston can at least partially surround a non-rotatable body.
  • This rotatable body is preferably set up as a non-rotatable interface of the second switching element. This results in a particularly compact construction.
  • the non-rotatable body which serves as a non-rotatable interface of the second switching element, is adapted to fix the outer disk of the second switching element rotationally fixed.
  • the outer plates are displaceable in the axial direction.
  • the non-rotatable body is adapted to support the force acting on the second switching element by an actuating piston.
  • the non-rotatable body thus assumes several functions, whereby a compact construction of the transmission is favored.
  • the non-rotatable body can serve as an interface to a thrust bearing, wherein the thrust bearing for supporting axially acting forces between the planetary gear sets and a housing of the transmission is set up.
  • the non-rotatable body is connected to the housing, and is thus arranged in the load path of these forces between planetary gearsets and housing.
  • the non-rotatable body thus assumes several functions, whereby a compact construction of the transmission is favored.
  • the thrust bearing is arranged radially within the second switching element.
  • the first switching element is arranged directly on the housing of the transmission, wherein an oil supply to the first switching element is provided from radially outside.
  • the oil supply is used primarily for lubrication of the first switching element.
  • Such designed oil supply facilitates the oil supply starting from a arranged on the housing edge transmission hydraulics. This also favors a compact construction of the transmission.
  • the transmission comprises three planetary gear sets, each having a first element, a second element and a third element.
  • the first element is always formed by the sun gear of the respective planetary gear set.
  • the second element In a training as minus wheelset, the second element by the Web of the respective planetary gear set formed, and the third element by the ring gear of the respective planetary gear set.
  • the second element In a design as a plus-wheel set, the second element is formed by the ring gear of each planetary gear set, and the third element through the web of the respective planetary gear set.
  • the second element of the first planetary gear set is permanently connected to the third element of the second planetary gear set.
  • the second element of the second planetary gear set is permanently connected to the third element of the third planetary gear set.
  • the third element of the first planetary gear set is permanently connected to the second element of the third planetary gear set and to the output shaft.
  • the first element of the second planetary gear set is permanently connected to the drive shaft, or connected via one of the switching elements with the drive shaft.
  • the switching elements comprise a third switching element, by the closing of the first element of the third planetary gear set rotatably fixed.
  • the switching elements comprise a fourth switching element and a fifth switching element.
  • the fourth switching element By closing the fourth switching element, the second element of the first planetary gear set is connectable to the drive shaft.
  • By closing the fifth switching element the first element of the first planetary gear set is connectable to the first element of the second planetary gear set.
  • a permanent connection is called a connection between two elements that always exists. Such constantly connected elements always rotate with the same dependence between their speeds. In a permanent connection between two elements, no switching element can be located. A permanent connection must therefore be distinguished from a switchable connection.
  • a permanently non-rotatable connection is referred to as a connection between two elements, which always exists and their connected elements thus always have the same speed.
  • the term "closing of a switching element" in the context of gear formation is understood to mean a process in which the switching element is activated in such a way that it transmits a high degree of torque at the end of the closing operation is in non-positive switching elements in the "closed" state, the formation of a low differential speed between the switching element halves wanted or unintentionally possible.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a transmission according to the invention
  • Fig. 2 is a circuit diagram
  • Fig. 3 is a sectional view of a structural design of the transmission.
  • Fig. 1 shows a transmission G according to an embodiment of the invention.
  • the transmission G comprises a first planetary gear P1, a second planetary P2, a third planetary gear P3, a drive shaft GW1, an output shaft GW2, an electric machine EM with a rotationally fixed stator S and a rotatable rotor R, and a first switching element 04, a second Switching element 05, a third switching element 03, a fourth switching element 14 and a fifth switching element 15.
  • the three planetary P1, P2, P3 are each formed as a minus wheelset and each have a first element E11, E12, E13, a second element E21 , E22, E23 and a third element E31, E32, E33.
  • the first element E11, E12, E13 is always formed by a sun gear of the respective planetary gear set.
  • the second element E21, E22, E23 is designed as a web of the respective planetary gearset, and the third element E31, E32, E33 as a ring gear of the respective planetary gearset.
  • the assignment of the elements web and ring gear to the second element and third element must be reversed.
  • the drive shaft GW1 is permanently connected to the first element E12 of the second planetary gear set P2.
  • the output shaft GW2 is permanently connected to the second element E23 of the third planetary gear set P3 and to the third element E31 of the first planetary gear set P1.
  • the second element E21 of the first planetary gear set P1 is permanently connected to the third element E32 of the second planetary gear set P2.
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is permanently connected to the third element E33 of the third planetary gear set P3.
  • the second element E21 of the first planetary gear set P1 can be fixed in a rotationally fixed manner by being connected to a non-rotatable component GG of the transmission G.
  • the second switching element 05 By closing the second switching element 05, the first element E11 of the first planetary gear set P1 in the same manner rotatably fixable.
  • the third switching element 03 By closing the third switching element 03, the first element E13 of the third planetary gear P3 in the same manner rotatably fixed.
  • the switching elements 04, 05, 03 thus act as brakes.
  • the drive shaft GW1 with the second element E21 of the first planetary gearset P1 is connectable.
  • the fifth shift element 15 By closing the fifth shift element 15, the first element E11 of the first planetary gear set P1 can be connected to the first element E12 of the second planetary gear set P2.
  • the fourth and fifth switching element 14, 15 thus act as clutches.
  • the rotor R of the electric machine EM is continuously connected to the drive shaft GW1, whereby the electric machine EM is arranged to drive or receive the drive shaft GW1.
  • the transmission G further has a connection shaft AN, to which a transmission-external drive unit can be connected.
  • the connection shaft AN can be connected to the drive shaft GW1 via a separating clutch K0.
  • the electric machine EM is set up to drive the output shaft GW2 in an engaged gear of the transmission G without reacting on the connecting shaft AN and the gearbox-external drive unit connected thereto.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G of FIG. 1.
  • Fig. 3 shows a sectional view of a structural design of the transmission, wherein only a part of the transmission G is shown.
  • the second switching element 05 is formed as a non-positive friction switching element, the inner disks have friction linings and the outer disks have no friction linings.
  • the first switching element 04 is also formed as a non-positive friction switching element, wherein the friction surface of the first switching element 04 compared to Reibb Properties of the second switching element 05 despite the larger effective diameter is considerably smaller.
  • the fins of the first switching element 04 have no friction lining.
  • the inner disk carrier of the first switching element 04 is permanently connected to the second element E21 of the first planetary gear set P1.
  • the outer disk carrier of the first switching element 04 is permanently connected to the transmission housing GG. In this case, an oil supply to the first switching element 04 is provided from radially outside starting from the transmission housing GG, which is not shown in the subject sectional plane.
  • the first switching element 04 can be actuated by a piston K in a hydraulic manner.
  • the piston K engages at least partially a rotationally fixed body GG2.
  • the rotationally fixed body GG2 is permanently connected to the transmission housing GG.
  • the rotatable body GG2 serves as an outer disk carrier of the second shift element 05.
  • the inner disk carrier of the second shift element 05 is continuously connected to the first element E11 of the first planetary gear set P1. prevented.
  • the non-rotatable body GG2 serves as a non-rotatable interface of the second switching element 05.
  • the second switching element 05 is hydraulically actuated by another piston, wherein the forces acting on the second switching element 05 by the actuating piston axial forces are supported by the rotationally fixed body GG2.
  • a thrust bearing AL Radially within the second switching element 05, a thrust bearing AL is provided.
  • the thrust bearing AL is adapted to support forces acting in the axial direction between the planetary gear sets P1, P2, P3 and the gearbox GG of the transmission G.

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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), eine zum Antrieb der Antriebswelle (GW1) eingerichtete, als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine (EM), eine Mehrzahl von Planetenradsätzen (P1, P2, P3) sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen (03, 04, 05, 14, 15) aufweist, wobei durch selektives Schließen der Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) verschiedene Vorwärtsgänge (1 bis 6) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) darstellbar sind, wobei die Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) ein erstes Schaltelement (04) umfassen, welches nur zur Bildung des ersten der Vorwärtsgänge (1 bis 6) beiträgt, wobei durch Schließen des ersten Schaltelements (04) ein Steg (E21) eines der Planetenradsätze (P1, P2, P3) drehfest festsetzbar ist, wobei das erste Schaltelement (04) als kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet ist, dessen Reibflächen keinen Reibbelag, und die gleiche Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
Die Patentanmeldung US 2012/0178573 A1 beschreibt ein solches Getriebe mit einem Eingangselement, einem Ausgangselement, drei Planetenradsätzen sowie eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen. Das Eingangselement ist über einen Dämpfer und eine Kupplung mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden. Ein Elektromotor ist mit der Eingangswelle verbunden. Die diesem Getriebe zugrundliegende Radsatzstruktur ist aus der Patentanmeldung DE 199 12 480 A1 bekannt.
Die mit diesem Getriebe kürzeste erzielbare Vorwärtsübersetzung ist durch Schließen der als 68 und 66 bezeichneten Drehmomentübertragungseinrichtungen erreichbar. Die als 66 bezeichnete Drehmomentübertragungseinrichtung erfährt dabei bei einem hohen Eingangswellen-Drehmoment eine hohe Drehmomentbelastung. Bei Ausbildung der als 66 bezeichneten Drehmomentübertragungseinrichtung als ein in Automatikgetrieben übliches Lamellenschaltelement, welches durch abwechselnd angeordnete Reibbelag-Lamellen und Stahllamellen aufgebaut ist, muss bei einer solch hohen Belastung auf die zulässige Flächenpressung der Reibbeläge geachtet werden. Ein solcherart ausgebildetes Lamellenschaltelement muss daher mit großem Durchmesser und eine hohen Lamellenzahl ausgebildet sein. Dies vergrößert jedoch den Bauaufwand des Getriebes sowie dessen Außenabmessungen, und führt zu erhöhten Schleppmomenten. Zur Bildung der weiteren Vorwärtsübersetzungen ist das als 66 bezeichnete Schaltelement nicht erforderlich. Bei Hochschaltungen wird dieses Schaltelement somit nur geöffnet, aber nicht geschlossen. Die Patentanmeldung DE 102 44 023 A1 lehrt, bei Hochschaltungen lediglich öffnende Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente auszubilden. Ein formschlüssiges Schaltelement weist keine Reibbeläge auf, welche die Flächenpressung begrenzen, und kann mit einem kleinen Wirkdurchmesser ausgeführt werden. Jedoch ist ein Öffnen und Schließen eines solchen Schaltelements nur im weitgehend lastfreien Zustand möglich. Dies schränkt die Lastschaltbarkeit des Getriebes ein.
Bei einem Getriebe mit elektrischer Maschine, welche dazu eingerichtet ist im motorischen Betrieb das Kraftfahrzeug anzutreiben und im generatorischen Betrieb das Kraftfahrzeug zu bremsen, ist zur bestmöglichen Ausnutzung des generatorischen Betriebs eine Schub-Rückschaltung bis in den ersten Vorwärtsgang von Vorteil. Denn dadurch kann die elektrische Maschine möglichst lange mit hoher Drehzahl betrieben werden. Ist das nur im ersten Vorwärtsgang zu schließende Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, so kann eine solche Schub- Rückschaltung nicht ohne besondere Maßnahmen unter Last durchgeführt werden. Als Abhilfe kann bei derartigen Getrieben von einer Schub-Rückschaltung in den ersten Vorwärtsgang abgesehen werden. Das Verbleiben im zweiten Vorwärtsgang während des Schubbetriebs führt jedoch zu häufigen Zug-Rückschaltungen vom zweiten in den ersten Vorwärtsgang, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug aus einem langsam rollenden Zustand wieder beschleunigt werden soll. Ein solcher Schaltvorgang kann bei einem zuschaltenden formschlüssigen Schaltelement zu einer Verschlechterung des Schaltkomforts führen.
Die Patentanmeldung DE 10 2009 001 101 A1 lehrt die Verwendung von Reibschaltelementen mit höherer zulässiger Flächenpressung bei Schaltelementen, welche bei Zughochschaltungen zur Darstellung einer Übersetzung geöffnet werden. Jedoch gibt diese Patentanmeldung keinen Hinweis zur Auswahl bei hochbelasteten Schaltelementen, welche bei Zug-Rückschaltungen zu schließen sind. Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer elektrischen Maschine bereitzustellen, welches ein im ersten Vorwärtsgang hoch belastetes Schaltelement aufweist, wobei die Ausgestaltung des Schaltelements eine kompakte Bauweise des Getriebes bei gleichzeitig geringen Schleppverlusten fördert, und bei einer Zug-Rückschaltung unter Last geschlossen werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Das Getriebe weist eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine elektrische Maschine, eine Mehrzahl von Planeten radsätzen sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen auf. Die elektrische Maschine ist dazu eingerichtet die Antriebswelle im motorischen Betrieb anzutreiben, und im generatorischen Betrieb Leistung von der Antriebwelle aufzunehmen. Durch selektives Schließen der Schaltelemente sind verschiedene Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle darstellbar.
Die Schaltelemente umfassen ein erstes Schaltelement, welches nur zur Bildung des ersten der Vorwärtsgänge beiträgt. Das erste Schaltelement kann auch zur Bildung eines Rückwärtsganges zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle beitragen. Durch Schließen dieses ersten Schaltelements ist ein Steg eines der Planetenradsätze drehfest festsetzbar. Das erste Schaltelement wirkt somit als Bremse. Da der Steg bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten Planeten radsatz die Summenwelle des Planetenradsatzes bildet, ist das am Steg abzustützende Drehmoment höher als an anderen Elementen des Planetenradsatzes, beispielsweise des Sonnenrads.
Erfindungsgemäß ist das erste Schaltelement als kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen. In anderen Worten weist der scheibenförmige Grundkörper jeder Lamelle des
Reibschaltelements keinen auf die Lamelle aufgebrachten Reibbelag auf. Die Reibflächen einzelner oder sämtlicher Lamellen eines solchen Reibschaltelements können jedoch wärmebehandelt sein, beispielsweise nitriert. Derartige Reibschaltelemente sind für einen geregelten Schlupfbetrieb weitgehend ungeeignet. Dennoch ist ein Schließen unter Last und Differenzdrehzahl zerstörungsfrei möglich. Da die Reibflächen keinen Reibbelag aufweisen, ist eine deutlich höhere Flächenpressung möglich als bei herkömmlichen Lamellenschaltelementen, wodurch die Lamellenzahl sowie die Reibfläche reduziert werden kann. Dadurch können die Schleppmomente im geöffneten Zustand des ersten Schaltelements reduziert werden.
Bei einer Zug-Rückschaltung wird das abschaltende Schaltelement in einen Schlupfbetrieb überführt, um die Drehzahl der Antriebswelle auf das gewünschte Niveau anzuheben. Ist die Soll-Drehzahl erreicht, wird das zuschaltende Schaltelement geschlossen. Im konkreten Fall ist das erste Schaltelement das zuschaltende Schaltelement. Die Auswahl als Reibschaltelement ohne Reibbelag erlaubt dabei das Schließen auch bei Abweichungen von der Soll-Drehzahl, also im Schlupfbetrieb. Im Gegensatz zu einem formschlüssigen Schaltelement ist das erfindungsgemäß ausgebildete erste Schaltelement unempfindlicher gegen Ungenauigkeiten in der Drehzahl-Erfassung, bzw. der Trägheit der Schließ-Aktuatorik. Der Schaltkomfort kann somit verbessert werden.
Vorzugsweise sind die Reibelemente des ersten Schaltelements als Stahllamellen ohne Belag ausgebildet. Derartige Reibelemente sind einfach herzustellen und weisen eine hohe zulässige Flächenpressung auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Schaltelemente des Getriebes ein zweites, als Bremse wirkendes Schaltelement, welches als kraftschlüssiges Reibschaltelement mit mehreren Innenlamellen und mehreren Außenlamellen ausgebildet ist. Die Oberflächenbeschaffenheit der Innenlamellen-Reibflächen unterscheidet sich bei diesem zweiten Schaltelement von der Oberflächenbeschaffenheit der Außenlamellen-Reibflächen. Beispielsweise sind die Innenlamellen als Reibbelag-Lamellen ausgebildet, während die Außenlamellen als blanke Stahllamellen ausgebildet sind. Dieses zweite Schaltelement kann als das vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang zuschaltende Schaltelement vorgesehen sein.
Ist das erste Schaltelement mittels eines Kolbens hydraulisch betätigbar, so kann dieser Kolben zumindest abschnittsweise einen drehfesten Körper umgreifen. Dieser drehfeste Körper ist dabei vorzugsweise als drehfeste Schnittstelle des zweiten Schaltelements eingerichtet. Somit ergibt sich eine besonders kompakte Konstruktion.
Der drehfeste Körper, welche als drehfeste Schnittstelle des zweiten Schaltelements dient, ist dazu eingerichtet die Außenlamellen des zweiten Schaltelements drehfest festzusetzen. Die Außenlamellen sind dabei in axialer Richtung verschiebbar. Ferner ist der drehfeste Körper dazu eingerichtet, die von einem Betätigungskolben auf das zweite Schaltelement einwirkende Kraft abzustützen. Der drehfeste Körper übernimmt somit mehrere Funktionen, wodurch ein kompakter Aufbau des Getriebes begünstigt wird.
Vorzugsweise kann der drehfeste Körper als Schnittstelle zu einem Axiallager dienen, wobei das Axiallager zur Abstützung von in axialer Richtung wirkenden Kräften zwischen den Planetenradsätzen und einem Gehäuse des Getriebes eingerichtet ist. Der drehfeste Körper ist dazu mit dem Gehäuse verbunden, und ist somit im Lastpfad dieser Kräfte zwischen Planetenradsätze und Gehäuse angeordnet. Der drehfeste Körper übernimmt somit mehrere Funktionen, wodurch ein kompakter Aufbau des Getriebes begünstigt wird. Vorzugsweise ist das Axiallager radial innerhalb des zweiten Schaltelements angeordnet.
Vorzugsweise ist das erste Schaltelement unmittelbar am Gehäuse des Getriebes angeordnet, wobei eine Ölzuführung zum ersten Schaltelement von radial außen vorgesehen ist. Die Ölzuführung dient in erster Linie zur Schmierung des ersten Schaltelements. Eine derart ausgestaltete Ölzuführung erleichtert die Ölführung ausgehend von einer am Gehäuserand angeordneten Getriebehydraulik. Auch dies begünstigt einen kompakten Aufbau des Getriebes.
Nachfolgend wird ein Radsatzaufbau beschrieben, welcher sich besonders für das erfindungsgemäße Getriebe eignet. Das Getriebe umfasst dabei drei Planetenradsätze mit je einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element. Das erste Element wird stets durch das Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einer Ausbildung als Plus-Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes.
Das zweite Element des ersten Planeten radsatzes ist mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden. Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes und mit der Abtriebswelle ständig verbunden. Das erste Element des zweiten Planeten radsatzes ist mit der Antriebswelle ständig verbunden, oder über eines der Schaltelemente mit der Antriebswelle verbindbar.
Durch Schließen des ersten Schaltelements ist das zweite Element des als Minus- Radsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatzes drehfest festsetzbar. Durch Schließen des zweiten Schaltelements ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest festsetzbar. Die Schaltelemente umfassen ein drittes Schaltelement, durch dessen Schließen das erste Element des dritten Planeten radsatzes drehfest festsetzbar ist.
In vorteilhafter Weise umfassen die Schaltelemente ein viertes Schaltelement und ein fünftes Schaltelement. Durch Schließen des vierten Schaltelements ist das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle verbindbar. Durch Schließen des fünften Schaltelements ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar.
Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden. Eine ständig drehfeste Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht und deren verbundene Elemente somit stets die gleiche Drehzahl aufweisen. Unter dem Begriff„Schließen eines Schaltelements" wird im Zusammenhang mit der Gangbildung ein Vorgang verstanden, bei dem das Schaltelement so angesteuert wird, dass es am Ende des Schließvorgangs ein hohes Maß an Drehmoment überträgt. Während formschlüssige Schaltelemente im„geschlossenen" Zustand keine Differenzdrehzahl zulassen, ist bei kraftschlüssigen Schaltelementen im„geschlossenen" Zustand die Ausbildung einer geringen Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften gewollt oder ungewollt möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebes;
Fig. 2 ein Schaltschema; und
Fig. 3 eine Schnittansicht einer konstruktiven Ausgestaltung des Getriebes.
Fig. 1 zeigt ein Getriebe G gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Getriebe G umfasst einen ersten Planetenradsatz P1 , einen zweiten Planetenradsatz P2, einen dritten Planetenradsatz P3, eine Antriebswelle GW1 , eine Abtriebswelle GW2, eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R, sowie ein erstes Schaltelement 04, ein zweites Schaltelement 05, ein drittes Schaltelement 03, ein viertes Schaltelement 14 und ein fünftes Schaltelement 15. Die drei Planetenradsätze P1 , P2, P3 sind jeweils als ein Minus- Radsatz ausgebildet und weisen je ein erstes Element E11 , E12, E13, ein zweites Element E21 , E22, E23 und ein drittes Element E31 , E32, E33 auf. Das erste Element E11 , E12, E13 ist stets durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatz ist das zweite Element E21 , E22, E23 als ein Steg des jeweiligen Planetenradsatzes ausgebildet und das dritte Element E31 , E32, E33 als ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einem als Plus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatz ist die Zuordnung der Elemente Steg und Hohlrad zum zweiten Element und dritten Element zu vertauschen. Die Antriebswelle GW1 ist mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Die Abtriebswelle GW2 ist mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 und mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig verbunden. Das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig verbunden.
Durch Schließen des ersten Schaltelementes 04 ist das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest festsetzbar, indem es mit einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G verbunden wird. Durch Schließen des zweiten Schaltelementes 05 ist das erste Element E11 des ersten Planeten radsatzes P1 in gleicher Weise drehfest festsetzbar. Durch Schließen des dritten Schaltelementes 03 ist das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 in gleicher Weise drehfest festsetzbar. Die Schaltelemente 04, 05, 03 wirken somit als Bremsen.
Durch Schließen des vierten Schaltelementes 14 ist die Antriebswelle GW1 mit dem zweiten Element E21 des ersten Planeten radsatzes P1 verbindbar. Durch Schließen des fünften Schaltelementes 15 ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindbar. Das vierte und fünfte Schaltelement 14, 15 wirken somit als Kupplungen.
Der Rotor R der elektrischen Maschine EM ist ständig mit der Antriebswelle GW1 verbunden, wodurch die elektrische Maschine EM dazu eingerichtet ist, die Antriebswelle GW1 anzutreiben oder von dieser Leistung aufzunehmen. Das Getriebe G weist ferner eine Anschlusswelle AN auf, an der eine getriebeexterne Antriebseinheit anschließbar ist. Die Anschlusswelle AN ist über eine Trennkupplung K0 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar. Bei geöffneter Trennkupplung K0 ist die elektrische Maschine EM dazu eingerichtet, in einem eingelegten Gang des Getriebes G die Abtriebswelle GW2 anzutreiben, ohne auf die Anschlusswelle AN und die damit verbundene getriebeexterne Antriebseinheit rückzuwirken. Fig. 2 zeigt ein Schaltschema, welches für das Getriebe G gemäß Fig. 1 anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind sechs Vorwärtsgänge 1 bis 6 sowie ein Rückwärtsgang R1 dargestellt. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 03, 04, 05, 14, 15 in welchem Vorwärtsgang 1 bis 6, beziehungsweise Rückwärtsgang R1 , geschlossen sind. Das erste Schaltelement 04 trägt dabei nur im ersten Vorwärtsgang 1 zur Bildung eines der Vorwärtsgänge 1 bis 6 bei. Im Rückwärtsgang R1 ist das erste Schaltelement 04 ebenso geschlossen. Das zweite Schaltelement 05 ist im zweiten Vorwärtsgang 2 und im sechsten Vorwärtsgang 6 geschlossen. In allen anderen Vorwärtsgängen 1 bis 6 ist das zweite Schaltelement 05 geöffnet.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer konstruktiven Ausgestaltung des Getriebes, wobei nur ein Teil des Getriebes G dargestellt ist. In dieser Schnittansicht ist gut erkennbar, dass das zweite Schaltelement 05 als ein kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet ist, dessen Innenlamellen Reibbeläge aufweisen und dessen Außenlamellen keine Reibbeläge aufweisen. Das erste Schaltelement 04 ist ebenso als ein kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet, wobei die Reibfläche des ersten Schaltelementes 04 im Vergleich zur Reibbfläche des zweiten Schaltelements 05 trotz des größeren Wirkdurchmessers erheblich kleiner ist. In der Schnittansicht ist zudem gut erkennbar, dass die Lamellen des ersten Schaltelementes 04 keinen Reibbelag aufweisen. Der Innenlamellenträger des ersten Schaltelementes 04 ist dabei mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig verbunden. Der Außenlamellenträger des ersten Schaltelementes 04 ist mit dem Getriebegehäuse GG ständig verbunden. Dabei ist eine Ölzuführung zum ersten Schaltelement 04 von radial außen ausgehend vom Getriebegehäuse GG vorgesehen, welche in der gegenständlichen Schnittebene nicht dargestellt ist.
Das erste Schaltelement 04 ist durch einen Kolben K auf hydraulische Weise betätigbar. Der Kolben K umgreift dabei zumindest abschnittsweise einen drehfesten Körper GG2. Der drehfeste Körper GG2 ist mit dem Getriebegehäuse GG ständig verbunden. Ferner dient der drehfeste Körper GG2 als Außenlamellenträger des zweiten Schaltelementes 05. Der Innenlamellenträger des zweiten Schaltelementes 05 ist mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig ver- bunden. Der drehfeste Körper GG2 dient als drehfeste Schnittstelle des zweiten Schaltelementes 05. Das zweite Schaltelement 05 ist durch einen weiteren Kolben ebenso hydraulisch betätigbar, wobei die durch den Betätigungskolben auf das zweite Schaltelement 05 einwirkenden axialen Kräfte durch den drehfesten Körper GG2 abgestützt werden.
Radial innerhalb des zweiten Schaltelementes 05 ist ein Axiallager AL vorgesehen. Das Axiallager AL ist dazu eingerichtet, in axiale Richtung wirkende Kräfte zwischen den Planetenradsätzen P1 , P2, P3 und dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G abzustützen.
Bezuqszeichen
G Getriebe
GG Getriebegehäuse
GG2 Drehfester Körper
P1 Erster Planetenradsatz
E11 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E21 Zweites Element des ersten Planeten radsatzes
E31 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P2 Zweiter Planetenradsatz
E12 Erstes Element des zweiten Planeten radsatzes
E22 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E32 Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
P3 Dritter Planetenradsatz
E13 Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
E23 Zweites Element des dritten Planeten radsatzes
E33 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
03 Drittes Schaltelement
04 Erstes Schaltelement
05 Zweites Schaltelement
14 Viertes Schaltelement
15 Fünftes Schaltelement
GW1 Antriebswelle
GW2 Abtriebswelle
EM Elektrische Maschine
S Stator
R Rotor
1 bis 6 Vorwärtsgänge
R1 Rückwärtsgang
K Kolben
AL Axiallager
An Anschlusswelle
KO Trennkupplung

Claims

Patentansprüche
1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1 ), eine Abtriebswelle (GW2), eine zum Antrieb der Antriebswelle (GW1 ) eingerichtete, als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine (EM), eine Mehrzahl von Planetenradsätzen (P1 , P2, P3) sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen (03, 04, 05, 14, 15) aufweist,
wobei durch selektives Schließen der Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) verschiedene Vorwärtsgänge (1 bis 6) zwischen der Antriebswelle (GW1 ) und der Abtriebswelle (GW2) darstellbar sind,
wobei die Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) ein erstes Schaltelement (04) umfassen, welches nur zur Bildung des ersten der Vorwärtsgänge (1 bis 6) beiträgt, wobei durch Schließen des ersten Schaltelements (04) ein Steg (E21 ) eines der Planetenradsätze (P1 , P2, P3) drehfest festsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (04) als kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet ist, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen.
2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente des ersten Schaltelements (04) als Stahllamellen ohne Belag ausgebildet sind.
3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) ein zweites, als Bremse wirkendes Schaltelement (05) umfassen, welches als kraftschlüssiges Reibschaltelement mit mehreren Innenlamellen und mehreren Außenlamellen ausgebildet ist, wobei die Oberflächenbeschaffenheit der Innenlamellen-Reibflächen sich von der Oberflächenbeschaffenheit der Außenlamellen-Reibflächen unterscheidet.
4. Getriebe (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (04) mittels eines Kolbens (K) hydraulisch betätigbar ist, wobei der Kolben (K) einen drehfesten Körper (GG2), welcher als drehfeste Schnittstelle des zweiten Schaltelements (05) eingerichtet ist, zumindest abschnittsweise radial umgreift.
5. Getriebe (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Schnittstelle des zweiten Schaltelements (05) eingerichtete drehfeste Körper (GG2) die Außenlamellen des zweiten Schaltelements (05) drehfest festsetzt und ferner dazu eingerichtet ist, die von einem Betätigungskolben auf das zweite Schaltelement (05) wirkende Kraft abzustützen.
6. Getriebe (G) nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der drehfeste Körper (GG2) als Schnittstelle eines Axiallagers (AL) dient, wobei das Axiallager (AL) zur Abstützung von in axialer Richtung wirkenden Kräften zwischen den Planetenradsätzen (P1 , P2, P3) und einem Getriebegehäuse (GG) des Getriebes (G) eingerichtet ist.
7. Getriebe (G) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (AL) radial innerhalb des zweiten Schaltelements (05) angeordnet ist.
8. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (04) unmittelbar am Gehäuse (GG) des Getriebes (G) angeordnet ist, wobei eine Ölzuführung zum ersten Schaltelement (04) von radial außen vorgesehen ist.
9. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (P1 , P2, P3) des Getriebes (G) zumindest drei Planetenradsätze (P1 , P2, P3) mit je einem ersten Element (E11 , E12, E13), einem zweiten Element (E21 , E22, E23) und einem dritten Element (E31 , E32, E33) umfassen, wobei das erste Element (E11 , E12, E13) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) gebildet ist, wobei das zweite Element (E21 , E22, E23) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad des jeweiligen Planeten radsatzes (P1 , P2, P3) gebildet ist, wobei das dritte Element (E31 , E32, E33) im Falle eines Minus-Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) gebildet ist, - wobei das zweite Element (E21 ) des als Minus-Radsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist,
- wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit dem dritten Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) ständig verbunden ist,
- wobei das dritte Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) und mit der Abtriebswelle (GW2) ständig verbunden ist,
- wobei das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (GW1 ) ständig verbunden oder über eines der Schaltelemente verbindbar ist,
- wobei durch Schließen des ersten Schaltelements (04) das zweite Element (E21 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest festsetzbar ist,
- wobei durch Schließen des zweiten Schaltelements (05) das erste Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest festsetzbar ist, und
- wobei die Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) ein drittes Schaltelement (03) umfassen, durch dessen Schließen das erste Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest festsetzbar ist.
10. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Schaltelemente (03, 04, 05, 14, 15) ein viertes Schaltelement (14) umfassen, durch dessen Schließen das zweite Element (E21 ) des ersten Planeten radsatzes (P1 ) mit der Antriebswelle (GW1 ) verbindbar ist, und wobei
- die Schaltelement (03, 04, 05, 14, 15) ein fünftes Schaltelement (15) umfassen, durch dessen Schließen das erste Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19912480A1 (de) 1999-03-22 2000-09-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe
DE10244023A1 (de) 2002-09-21 2004-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe, insbesondere Automatgetriebe, mit mehreren Schaltelementen
DE10333429A1 (de) * 2003-07-23 2005-02-10 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufen-Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen
DE102009001101A1 (de) 2009-02-24 2010-08-26 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen
US20120178573A1 (en) 2011-01-12 2012-07-12 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain for a motor vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200854B4 (de) * 2014-01-17 2021-12-16 Zf Friedrichshafen Ag Reibschaltelement für ein Getriebe eines Fahrzeuges

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19912480A1 (de) 1999-03-22 2000-09-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe
DE10244023A1 (de) 2002-09-21 2004-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe, insbesondere Automatgetriebe, mit mehreren Schaltelementen
DE10333429A1 (de) * 2003-07-23 2005-02-10 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufen-Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen
DE102009001101A1 (de) 2009-02-24 2010-08-26 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen
US20120178573A1 (en) 2011-01-12 2012-07-12 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain for a motor vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEDNAREK G ET AL: "Six-speed Automatic Transmission in the Opel Astra and for the Global Market", AUTO TECHNOLOGY, VIEWEG VERLAG, WIESBADEN, DE, vol. 9, no. 6, 1 December 2009 (2009-12-01), pages 38 - 45, XP001550312, ISSN: 1616-8216 *

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