WO2017101938A1 - Getriebeanordnung für ein fahrzeug und fahrzeug damit - Google Patents

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WO2017101938A1
WO2017101938A1 PCT/DE2016/200571 DE2016200571W WO2017101938A1 WO 2017101938 A1 WO2017101938 A1 WO 2017101938A1 DE 2016200571 W DE2016200571 W DE 2016200571W WO 2017101938 A1 WO2017101938 A1 WO 2017101938A1
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gear
section
shaft
transmission
planetary gear
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PCT/DE2016/200571
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Holger Witt
Martin Vornehm
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
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    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70—Gearings
    • B60Y2400/73—Planetary gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a gear arrangement for a vehicle having the features of claim 1.
  • Hybrid transmissions for vehicles enable the coupling of internal combustion engines as well as electric motors as traction motors. Vehicles with such hybrid transmissions can usually be operated both purely electrically, purely by internal combustion engine as well as hybrid.
  • Such hybrid transmissions are known for example from the document DE 1 1 2012 006 192, DE 10 2012 20 13 76 or from DE 10 2012 20 13 77. All architectures of the hybrid transmission is the principal object of designing a hybrid transmission, which represents an advantageous solution in terms of design effort on the one hand and the possible functions and modes on the other hand.
  • the invention relates to a transmission arrangement, preferably a hybrid transmission arrangement for a vehicle.
  • the vehicle may in particular be a passenger car, truck, bus, etc.
  • the transmission assembly forms part of the powertrain and is configured to direct traction torque to driven wheels of the vehicle.
  • the gear arrangement has a first input interface for coupling an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine forms part of the transmission arrangement.
  • the engine provides traction torque to the vehicle.
  • the first input interface may be formed as a real interface, alternatively, the first input interface is formed as a virtual or logical interface and embodies, for example, in a wave or the like.
  • the gear arrangement has a first planetary gear section, which has a first ring gear, a first planet carrier and a first sun gear as shafts. Furthermore, the first planetary gear section preferably has a first set of planet gears, which are rotatably mounted on the first planet carrier. In particular, the first ring gear and / or the first sun gear mesh with the planetary gears of the first set of planet gears. Ring gear, planet carrier and sun gear are referred to below as waves. The term wave can also be applied to a standing wave in operation.
  • a first of the three shafts of the first planetary gear section is operatively connected to the first input interface.
  • the first shaft is rotatably connected to the first input interface or at least rotatably connected.
  • the first planetary gear portion is particularly preferably formed as a Stirnradplanetengetriebeabêt, wherein the first ring gear, the planetary gears and the first sun gear are formed as circumferentially and / or frontally toothed wheels.
  • the gear arrangement has a second planetary gear section, which has a second ring gear, a second planet carrier, in particular with a second set of planet gears, which are rotatably mounted on the second planet carrier and a second sun gear as shafts.
  • the waves may be formed as rotating or standing waves.
  • a first shaft of the second planetary gear section is operatively connected to the first input interface.
  • the first shaft of the second planetary gear portion is rotatably connected to the first input interface.
  • the gear arrangement further has a first transmission gear section, which provides at least one transmission stage.
  • the first transmission section provides two, three or more ratio stages. In the translation, it may be any gear ratio, in particular, a reduction can be implemented with the transmission section.
  • a third shaft of the first planetary gear section is operatively connected to an input of the first transmission gear section.
  • the third shaft of the first planetary gear portion is rotatably connected to the input of the first transmission gear portion.
  • the gear arrangement has a second transmission gear section, wherein the second transmission gear section has at least one second gear ratio, preferably a plurality of second gear ratios.
  • the third shaft of the second planetary gear portion is operatively connected to an input of the second transmission gear portion, in particular rotatably connected.
  • the transmission arrangement has an output interface, wherein the outputs of the transmission gear sections are operatively connected to the output interface.
  • a traction torque can be introduced into the transmission arrangement via the first input interface and be discharged via the output interface.
  • the output interface may be followed by an output gear stage, in particular a final drive, and / or a differential device for distributing the translated traction torque to axles of the vehicle or to wheels of a driven axle.
  • the output gear stage and / or the differential means form part of the gear assembly.
  • the Getnebean eleven has a coupling portion (real or virtual) for coupling the second waves of the planetary gear sections, wherein the second waves are supported against each other in particular via the coupling portion in at least one operating mode.
  • advantageous modes can be set in the gear assembly when the second waves act in at least one operating mode against each other. Examples of such advantageous operating modes (or modes) will be explained below.
  • the coupling portion is formed and / or arranged such that at a rectified torque on the first shafts of the two planetary gear portions and a rectified torque acting on the third waves of the planetary gear portions opposite to the torques on the second waves. By opposing action takes place the mutual support.
  • first and second planetary gear sections are arranged coaxially with each other.
  • the axes of rotation of the sun gears and / or the planet wheels and / or the ring gears are arranged coaxially with each other.
  • At least one shaft of the first planetary gear section with at least one shaft of the second planetary gear section and with the input interface via a common input shaft are rotatably coupled together or coupled. Due to this structural design, it is possible to implement the gear arrangement particularly compact in the coaxial design. Particularly preferably, the first input interface as the input shaft with the ring gears of the planetary gear sections rotatably coupled or coupled.
  • the transmission gear sections are coaxial with the planetary gear sections arranged. This development makes it possible to further develop the coaxial structure of the gear assembly.
  • at least one wheel of the transmission gear sections is arranged coaxially with the planetary gear sections and / or with the input shaft.
  • the planetary gear sections encompass the transmission gear sections in the axial direction, in particular to the input shaft, in the manner of a clip and / or on both sides. This structural design results in a symmetrical and very compact construction of the gear assembly.
  • the gear arrangement has one or two second input interface for coupling in each case an electric motor.
  • the electric motor forms part of the gear arrangement.
  • the electric motor provides a traction torque for the vehicle.
  • the electric motor is designed so that it can accelerate and / or move the vehicle alone.
  • the electric motor has a power greater than 5 kilowatts, preferably greater than 10 kilowatts.
  • the second input interface can also be embodied in real terms or, alternatively, form a virtual or logical interface, as already explained for the first input interface.
  • the gear arrangement has two second input interfaces for coupling two electric motors.
  • the second shaft of the first planetary gear section is operatively connected to the second input interface or one of the second input interfaces.
  • the second shaft is rotatably connected to this input interface.
  • the second shaft of the second planetary gear section is operatively connected to the second input interface or the other of the second input interface and is preferably non-rotatably connected.
  • the coupling portion is formed as a transmission section with a negative translation or has this on. Due to the negative translation, a direction of rotation reversal takes place in the transmission section, so that the second shafts can be supported against one another in the at least one operating mode.
  • the coupling portion is formed as a mechanical coupling portion, wherein the second waves are mechanically constrained together.
  • the coupling section is preferably designed as a virtual coupling section, wherein the mutual support of the second shaft is effected by a control of the electric motors.
  • the first shaft of the first planetary gear portion is formed as the first ring gear, the second shaft of the first planetary gear portion as the first sun gear, the third shaft of the first planetary gear portion as the first planet carrier.
  • the first shaft of the second planetary gear portion is formed as the second ring gear, the second shaft of the second planetary gear portion as the second sun gear and the third shaft of the second planetary gear portion as the second planet carrier.
  • a deceleration torque and / or a braking torque is applied to at least one of the second shafts via the electric motor or via the electric motors, which likewise acts on the second shafts via the second input interface.
  • the gear arrangement has a coupling brake device, wherein the coupling brake device acts on the coupling section.
  • the coupling brake device delays at least one of the second shafts or both the second shafts with respect to a frame or a housing Transmission assembly. In this way, it is possible to set the coupling portion to rigid and / or to block, so that the second waves can not be rotated to each other.
  • the gear arrangement has at least or exactly one output-side coupling actuator device, which comprises one or the coupling brake device.
  • Inputs of the output-side coupling actuator device are operatively connected, in particular non-rotatably connected, to the second and third shaft of one of the planetary gear sections, that is to say the first or the second planetary gear section.
  • the output-side coupling actuator device is designed to set the second and the third shaft with each other so that they can rotate together, if necessary.
  • the output side Kopplungsaktorvoriques is formed to set the second shaft against a frame and in particular a housing of the gear assembly rotatably and thus to form the coupling brake device.
  • the gear arrangement has at least one input actuator device.
  • the input actuator device is disposed between the first input interface and the first shaft of one of the planetary gear sections.
  • the gear assembly has two input actuator devices such that each of the first shaft is preceded by an input actuator device.
  • the input actuator device is designed to set the first input interface with the first shaft in a rotationally fixed manner and alternatively to set the first shaft against a frame, in particular a housing of the gear arrangement, in a rotationally fixed manner.
  • Both the output-side coupling actuator device and the input actuator device may also assume a neutral state as optional operating states, the inputs of the coupling actuator device or the input actuator device are switched independently of each other.
  • the gear arrangement has two output-side coupling actuator devices and two electric motors, so that the electric motors form a virtual coupling and / or a virtual coupling section.
  • Another possible object of the invention relates to a vehicle with the gear assembly as described above or according to one of the preceding claims.
  • Figure 1 is a schematic representation of a gear arrangement as an embodiment of the invention
  • Figure 4 is a further schematic representation of a gear arrangement as a
  • Figure 5 further structural design of a gear assembly
  • FIG. 6 shows a further schematic representation of a gear arrangement as a
  • Figure 7a, b shows a further structural embodiment of a gear arrangement with an additional axial plan view of the gear assembly
  • Figure 8 shows a structural design of a gear arrangement
  • Figure 9 shows a further structural configuration of a gear arrangement in
  • Figure 10a, b shows a further schematic embodiment of a gear arrangement and its structural implementation.
  • the gear arrangement 1 shows a schematic diagram of a transmission arrangement 1 as a first embodiment of the invention.
  • the gear arrangement 1 has a first input interface 2 (AN) for coupling an internal combustion engine, not shown, and a second input interface 3 for coupling an electric motor 4.
  • AN first input interface 2
  • second input interface 3 for coupling an electric motor 4.
  • the gear arrangement 1 has a first planetary gear section 5 (P1) and a second planetary gear section 6 (P2).
  • the first transmission section 5 has a ring gear 5.1 as a first shaft, a sun gear 5.2 as a second shaft, and a planet carrier 5.3 as a third shaft.
  • On the planet carrier 5.3 planetary gears are rotatably arranged, which mesh with the ring gear 5.1 and the sun gear 5.2.
  • the second planetary gear section 6 has a ring gear 6.1 as a first shaft, a sun gear 6.2 as a second shaft, and a planet carrier 6.3 as a third shaft.
  • a ring gear 6.1 as a first shaft
  • a sun gear 6.2 as a second shaft
  • a planet carrier 6.3 as a third shaft.
  • On the planet carrier 6.3 sit planetary gears, which mesh with the ring gear 6.1 and the sun gear 6.2.
  • the ring gears 5.1, 6.1 are rotatably connected to the first input interface 2.
  • the sun gears 5.2, 6.2 are operatively connected to the second input interface 3.
  • the sun gear 5.2 is rotatably connected to the second input interface 3.
  • the gear portion 7 forms a coupling portion 10 between the sun gears 5.2, 6.2.
  • the gear arrangement 1 has a first transmission gear section 8 (iU) and a second transmission gear section 9 (iG). Both transmission gear sections 8, 9 each have at least one, preferably a plurality of gear ratios.
  • the inputs of the transmission gear sections 8, 9 are respectively rotatably connected to the third waves, in particular the planet carrier 5.3 and 6.3 respectively.
  • the outputs of the transmission gear sections 8, 9 are each rotatably connected to the output interface 14 (AB).
  • the gear arrangement 1 has a coupling brake device BE, which is connected in a rotationally fixed manner to the second input interface 3 and enables blocking or deceleration of the second input interface 3.
  • a coupling brake device BE which is connected in a rotationally fixed manner to the second input interface 3 and enables blocking or deceleration of the second input interface 3.
  • the support can also be achieved by means of other transmission variants as a coupling section, for example by the connection of the planetary gear sections 5, 6 to the first input interface 2 by means of translations with different signs, together with different signs of the translation between the planetary gear sections 5, 6 and the output interface fourteenth to get voted.
  • the transmission assembly 1 has a transmission input shaft AN, which forms the first input interface 2, and a transmission output shaft AB, which forms the output interface 14, two transmission gear sections 8, 9, which form two partial transmissions each having one or more gears, the electric motor 4, the Coupling brake BE, two planetary gear sections 5, 6 and the coupling portion 10 between the planetary gear sections 5, 6 on.
  • G1, G3, G5, G7 operating modes with fixed speed ratios. Only one transmission gear section (8 or 9) has an engaged gear and is involved in torque transmission.
  • G2, G4, G6 operating modes with fixed speed ratios. Both transmission gear sections (8 and 9) have at the same time an engaged gear and are involved in the torque transmission. The resulting translation is between G1 and G3.
  • the speed of the coupled sun gears 5.2, 6.2 sets itself independently so that despite different speeds at the planetary gear sections 5, 6, the ring gears 5.1, 6.1 rotate equally fast with the speed of the first input interface 2.
  • Operating modes V1, V2, V3 and V4 are each driving modes in which the rotational speed of the electric motor 4 and the internal combustion engine, not shown in one of the planetary gear sections 5, 6 are superimposed (added).
  • the output speed can thus be varied by the speed of the electric motor at a constant speed of the engine. This allows the output interface to be left in place with the gear engaged and the internal combustion engine running.
  • ABS torque ON torque * IVM-> Ab
  • FIG. 2 a shows a schematic representation of a first constructional implementation of the gear arrangement 1 in FIG. 1.
  • the gear arrangement 1 in FIG. 2 a has a common input shaft 18, which is operatively connected to the first input interface 2 and, in particular, non-rotatably coupled.
  • the first input interface 2 is operatively connected to the engine VM.
  • Coaxial with the common input shaft 18 are the first planetary gear section 5, the second planetary gear section 6, the first transmission gear section 8 and the second transmission gear section 9 arranged.
  • the planetary gear sections 5, 6 clasp the transmission gear sections 8, 9 in the axial direction.
  • the first planetary gear section 5 is arranged on an axial side of the gear arrangement 1 facing away from the internal combustion engine VM and / or the first input interface 2. In the direction of the first input interface 2 then follows the first transmission gear section 8, the second transmission gear section 9 and the second planetary gear section 6.
  • the common input shaft 18 is rotatably connected to the first ring gear 5.1 of the first planetary gear section 5 and to the second ring gear 6.1 of the second planetary gear section 6.
  • the transmission gear sections 8, 9 each have input wheels 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, which are arranged coaxially to the common input shaft 18 and can rotate relative thereto.
  • the output wheels of the transmission gear sections 8, 9, namely 8.3, 8.4, 9.3, 9.4, however, are rotatably mounted on a common output shaft 19.
  • the common input shaft 18 is referred to in Figure 2b, which shows an axial plan view of the gear assembly 1, with AN, the common output shaft 19 with X1.
  • the transmission gear sections 8, 9 each have a Wegtorik 8.5, 9.5, which allow a selective coupling of the output wheels 8.3, 8.4 or 9.3, 9.4 with the common output shaft 19.
  • the electric motor 4 defines a rotor shaft, which is arranged parallel to the common input shaft 18, the common output shaft 19 and the differential device 21.
  • the electric motor 4 is coupled to two electric motor driven wheels 4.1, 4.2, wherein the electric motor driven 4.1 5.2 is operatively connected via the transmission section 7 with the first sun gear 5.2, the other Elektromotorabtriebsrad 4.2, however, is directly operatively connected to the second sun gear 6.2, so that the coupling section 10 results in total.
  • the gear assembly 1 corresponds to a dual-clutch transmission, the two partial transmissions are not rigidly connected to a drive, but by means of the planetary gear sections, so that in addition to the normal ratios of the partial transmission, the translations of both partial transmissions can be mixed. This results in a significantly higher number of translations than the spur gears suggest at first glance.
  • the connection of the integrated electric motor 4 is chosen so that it allows a smooth transition between different gears without interruption of traction.
  • the following table shows various ratios of the gear arrangement 1 according to FIG. 2a.
  • the transmission assembly 1 corresponds to a 7-speed hybrid transmission.
  • FIG. 3 a shows a further gear arrangement 1 as an exemplary embodiment of the invention. It is a 15-speed hybrid transmission with an electric motor. Structurally functionally, the gear arrangement 1 in FIG. 3 a corresponds to the schematic diagram in FIG. 1. However, each of the transmission gear sections 8, 9 has four possible gear ratios, which can be selectively switched via four switching devices 8.5, 8.6, 9.5, 9.6.
  • a second common output shaft 22 In addition to the common first output shaft 19, the gear arrangement 1 in the figure 3a or 3b, a second common output shaft 22. On the second common output shaft 22 sit for each transmission gear section 8, 9 in each case two output wheels 8.7, 8.8 and 9.7, 9.8.
  • a second output gear 23 meshes with the differential device 21.
  • FIG 3b In the figure 3b is shown in an axial plan view of the position and position of the shafts of the differential device 21, the common input shaft 18, the first common output shaft 19 and the second common output shaft 22 and that of the electric motor 4.
  • FIG. 4 shows a further schematic illustration of a further gear arrangement 1.
  • FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, a gear arrangement 1 which extends from the gear arrangement 1 in FIG Figure 1 differs on the one hand by the position of the coupling brake BE and the other by other components.
  • the gear arrangement 1 comprises the first input interface 2, the second input interface 3, the electric motor 4, the output interface 14, the first and second planetary gear sections 5, 6 and the first and second transmission gear sections 8, 9
  • the sun gears 5.2, 6.2 are connected to one another via a coupling section 10, which comprises the gear section 7.
  • the coupling brake device BE forms part of an output-side coupling actuator device 1 1, which has two inputs.
  • a first input is rotatably connected to the sun gear 6.2, a second input to the planet carrier 6.3.
  • the output-side coupling actuator device 1 1 makes it possible, in a switching position BE, the sun gear 6.2 rotatably against a frame, in particular a housing of the gear assembly 1 to set. In a switching position KS2 the sun gear 6.2 and the planet carrier 6.3 are set against rotation with each other.
  • the output side Kopplungsaktorvorides 1 1 can - like all other devices of the gear assembly 1 - are controlled by a control device, not shown. Further, it is possible to set the output-side coupling actuator device 1 1 in a neutral state N. In this case, the inputs are rotationally coupled to each other and to the frame G.
  • the switching position KS2 allows blocking of the planetary gear section 6, so that ring gear 6.1, sun gear 6.2 and planet carrier 6.3 rotate synchronously with each other.
  • BE serves to block the coupled inputs of the two planetary gear sections 5, 6 against rotation and thus forms the coupling brake device.
  • KS2 is combined with the locking BE as a switching element. If only one of the planetary gear sections 5, 6 is made lockable, as shown in Figure 2, it is particularly advantageous if the lockable planetary gear portion 6 in front of the transmission gear section 8, 9 with the fastest translation, so that a Spargang using the Locking the planetary gear section 6 again allows a much faster translation. Furthermore, it is advantageous if the lockable planetary gear portion 6 not before the partial transmission with me slowest translation, as this simplifies the realization of a crawl.
  • the gear arrangement 1 has two input actuator devices 12, 13.
  • the input actuator devices 12, 13 are each arranged between the first input interface 2 and the first shaft, in this case the ring gear 5.1 and 6.1 of the planetary gear sections 5, 6.
  • the input actuator devices 12, 13 make it possible to selectively set the respective ring gear 5.1, 6.1 selectively with the first input interface 2 or with the frame G. Even with the input actuator devices 12, 13, a neutral position N is possible.
  • the switching positions KA and KB allow a connection between the ring gears 5.1 and 6.1 of the planetary gear sections 5, 6 and the first input interface 2.
  • BA and BB allow blocking of the corresponding ring gear 5.1, 6.1 against rotation.
  • the festivals G2-G8 correspond to the festivals G1 -G7 of Figure 1.
  • the operating modes V1 -V4 are similar to those in FIG. 1;
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the gear arrangement 1 in FIG. 4, wherein the output-side coupling actuator device 11 is arranged between the second transmission gear section 9 and the second planetary gear section 6.
  • the input actuator devices 12, 13 are each disposed axially outboard of the planetary gear sections 5, 6.
  • the output side coupling actuator device 11 and the input actuator devices 12, 13 allow additional operating modes such as reverse, all-electric and smooth transition to hybrid drive and pure engine drive, a crawl (slower than i1 alone) and a skip (faster than i4 alone).
  • the illustrated actuator devices 1 1, 12, 13 can also be combined with the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5.
  • the following table shows the following table shows the following table.
  • the transmission has the following preferred gears ::
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a further gear arrangement, wherein the further gear arrangement has the input actuator devices 12, 13 as in FIG.
  • the coupling portion 10 is formed differently with the electric motor 4.
  • two electric motors 4a, b are provided, which can be controlled independently.
  • the coupling via the coupling section 10 takes place virtually in the exemplary embodiment 6, that is to say via the actuation of the electric motors 4a, b.
  • FIGS. 7a, b show a possible structural design of the gear arrangement in FIG. While in the implementation of the gear assembly in Figure 4 or before the transmission gear sections 8, 9 are in an axial range, which is also occupied in the electric motor 4, that are arranged in the rotor space, the electric motors 4a, b in the embodiment according to Figure 7a arranged coaxially with the planetary gear sections 5, 6.
  • FIGS. 8 and 9 show illustrations of possible structural configurations of the gear arrangement 1.
  • FIG. 10a, b shows an embodiment of a gear arrangement 1 as a modification of the gear arrangement 1 in the preceding figures, but without an electric motor. Due to the missing electric motor, the switching elements K1 / K3 and K2 / K4 must be designed with synchronization rings. KB and KP2 can be combined in one unit, similar to today's dual clutch. Three alternative starting couplings (KA, KB, KP2) make it possible to distribute the wear and the power input (for example when driving multiple times on slopes) to different coupling elements. e.g. by using a different clutch every time you start up.
  • Input actuator device common input shaft first common output shaft

Abstract

Getriebeanordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einer ersten Eingangsschnittstelle (2) zur Ankopplung eines Verbrennungsmotors, mit einem ersten Planetengetriebeabschnitt (5), wobei der erste Planetengetriebeabschnitt (5) ein erstes Hohlrad (5.1), einen ersten Planetenträger (5.3) und ein erstes Sonnenrad (5.2) als Wellen aufweist, wobei eine erste Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) mit der ersten Eingangsschnittstelle (2) wirkverbunden ist, und mit einem zweiten Planetengetriebeabschnitt (6), wobei der zweite Planetengetriebeabschnitt (6) ein zweites Hohlrad (6.1), einen zweiten Planetenträger (6.3) und ein zweites Sonnenrad (6.2) als Wellen aufweist, wobei eine erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) mit der ersten Eingangsschnittstelle (2) wirkverbunden ist, mit einem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (8), wobei der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt (8) mindestens eine erste Übersetzungsstufe aufweist, wobei eine dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) mit einem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts (8) wirkverbunden ist, mit einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (9), wobei der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (9) mindestens eine zweite Übersetzungsstufe aufweist, wobei eine dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) miteinem Eingang des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts (8) wirkverbunden ist, mit einer Ausgangsschnittstelle (14), wobei die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte (8,9) mit der Ausgangsschnittstelle (14) wirkverbunden sind, mit einem insbesondere realen oder virtuellen Kopplungsabschnitt (10) zur Kopplung der zweiten Wellen, wobei sich die zweiten Wellen in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander abstützen, wobei der erste und der zweite Planetengetriebeabschnitt koaxial zueinander angeordnet sind.

Description

GETRIEBEANORDNUNG FÜR EIN FAHRZEUG UND FAHRZEUG DAMIT
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Hybridgetriebe für Fahrzeuge ermöglichen sowohl die Ankopplung von Verbrennungsmotoren als auch von Elektromotoren als Traktionsmotoren. Fahrzeuge mit derartigen Hybridgetrieben können üblicherweise sowohl rein elektrisch, rein verbrennungsmotorisch als auch hybrid betrieben werden. Derartige Hybridgetriebe sind zum Beispiel aus der Druckschrift DE 1 1 2012 006 192, DE 10 2012 20 13 76 oder aus der DE 10 2012 20 13 77 bekannt. Sämtlichen Architekturen der Hybridgetriebe liegt die prinzipielle Aufgabe zugrunde, ein Hybridgetriebe zu entwerfen, welches hinsichtlich des konstruktiven Aufwands einerseits und den möglichen Funktionen und Betriebsarten andererseits eine vorteilhafte Lösung darstellt.
Es ist auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches bei einem geringen Bauraumbedarf eine hohe Funktionsvielfalt bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Getriebeanordnung, vorzugsweise eine Hybridgetriebeanordnung für ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, etc. handeln. Die Getriebeanordnung bildet einen Teil des Antriebsstrangs und ist ausgebildet, ein Traktionsdrehmoment auf angetriebene Räder des Fahrzeugs zu leiten. Die Getriebeanordnung weist eine erste Eingangsschnittstelle zur Ankopplung eines Verbrennungsmotors auf. Optional bildet der Verbrennungsmotor einen Teil der Getriebeanordnung. Der Verbrennungsmotor stellt ein Traktionsdrehmoment für das Fahrzeug bereit. Die erste Eingangsschnittstelle kann als eine reale Schnittstelle ausgebildet sein, alternativ hierzu ist die erste Eingangsschnittstelle als eine virtuelle oder logische Schnittstelle ausgebildet und verkörpert sich beispielsweise in einer Welle oder dergleichen.
Die Getriebeanordnung weist einen ersten Planetengetriebeabschnitt auf, welcher ein erstes Hohlrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Sonnenrad als Wellen aufweist. Ferner weist der erste Planetengetriebeabschnitt bevorzugt einen ersten Satz Planetenräder auf, welche auf dem ersten Planetenträger drehbar gelagert sind. Insbesondere kämmt das erste Hohlrad und/oder das erste Sonnenrad mit den Planetenrädern des ersten Satzes Planetenräder. Hohlrad, Planetenträger und Sonnenrad werden nachfolgend als Wellen bezeichnet. Der Begriff Welle kann auch auf eine im Betrieb stehende Welle angewandt werden. Eine erste der drei Wellen des ersten Planetengetriebeabschnitts ist mit der ersten Eingangsschnittstelle wirkverbunden. Bevorzugt ist die erste Welle mit der ersten Eingangsschnittstelle drehfest verbunden oder zumindest drehfest verbindbar. Der erste Planetengetriebeabschnitt ist besonders bevorzugt als ein Stirnradplanetengetriebeabschnitt ausgebildet, wobei das erste Hohlrad, die Planetenräder sowie das erste Sonnenrad als umlaufend und/oder stirnseitig verzahnte Räder ausgebildet sind.
Ferner weist die Getriebeanordnung einen zweiten Planetengetriebeabschnitt auf, welcher ein zweites Hohlrad, einen zweiten Planetenträger, insbesondere mit einem zweiten Satz Planetenräder, welche auf dem zweiten Planetenträger drehbar gelagert sind und ein zweites Sonnenrad als Wellen aufweisen. Die Wellen können als rotierende oder als stehende Wellen ausgebildet sein. Eine erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts ist mit der ersten Eingangsschnittstelle wirkverbunden. Vorzugsweise ist die erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts mit der ersten Eingangsschnittstelle drehfest verbunden. Die Getriebeanordnung weist weiterhin einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf, welcher mindestens eine Übersetzungsstufe bereitstellt. Vorzugsweise stellt der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt zwei, drei oder mehr Übersetzungsstufen bereit. Bei der Übersetzung kann es sich um ein beliebiges Übersetzungsverhältnis handeln, insbesondere kann auch eine Untersetzung mit dem Übersetzungsgetriebeabschnitt umgesetzt sein. Eine dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts ist mit einem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts wirkverbunden. Vorzugsweise ist die dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts mit dem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts drehfest verbunden.
Ferner weist die Getriebeanordnung einen zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf, wobei der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt mindestens eine zweite Übersetzungsstufe, vorzugsweise eine Mehrzahl von zweiten Übersetzungsstufen, aufweist. Die dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts ist mit einem Eingang des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden.
Zudem weist die Getriebeanordnung eine Ausgangsschnittstelle auf, wobei die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte mit der Ausgangsschnittstelle wirkverbunden sind.
Somit kann über die erste Eingangsschnittstelle ein Traktionsdrehmoment in die Getriebeanordnung eingeleitet werden und über die Ausgangsschnittstelle ausgeleitet werden. Beispielsweise kann sich an die Ausgangsschnittstelle eine Ausgangsgetriebestufe, insbesondere ein Final Drive, und/oder eine Differentialeinrichtung zur Verteilung des übersetzten Traktionsdrehmoments auf Achsen des Fahrzeugs oder auf Räder einer angetriebenen Achse anschließen. Optional bildet die Ausgangsgetriebestufe und/oder die Differentialeinrichtung einen Teil der Getriebeanordnung. Die Getnebeanordnung weist einen Kopplungsabschnitt (real oder virtuell) zur Kopplung der zweiten Wellen der Planetengetriebeabschnitte auf, wobei sich die zweiten Wellen insbesondere über den Kopplungsabschnitt in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander abstützen. Durch den Kopplungsabschnitt können vorteilhafte Betriebsarten in der Getriebeanordnung eingestellt werden, wenn die zweiten Wellen in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander wirken. Beispiele für derartige vorteilhafte Betriebsmodi (oder Betriebsarten) werden nachfolgend noch erläutert.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Kopplungsabschnitt derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass bei einem gleichgerichteten Drehmoment an den ersten Wellen der zwei Planetengetriebeabschnitte und einem gleichgerichteten Drehmoment an den dritten Wellen der Planetengetriebeabschnitte die Drehmomente an den zweiten Wellen entgegengesetzt wirken. Durch das entgegengesetzte Wirken erfolgt die gegenseitige Abstützung.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste und der zweite Planetengetriebeabschnitt koaxial zueinander angeordnet sind. Insbesondere sind die Drehachsen der Sonnenräder und/oder der Planetenräder und/oder der Hohlräder koaxial zueinander angeordnet.
Besonders bevorzugt ist, dass mindestens eine Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts mit mindestens einer Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts und mit der Eingangsschnittstelle über eine gemeinsame Eingangswelle miteinander drehfest gekoppelt oder koppelbar sind. Durch diese konstruktive Ausgestaltung ist es möglich, die Getriebeanordnung besonders kompakt in der koaxialen Bauweise umzusetzen. Besonders bevorzugt ist die erste Eingangsschnittstelle als die Eingangswelle mit den Hohlrädern der Planetengetriebeabschnitte drehfest gekoppelt oder koppelbar.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind auch die Übersetzungsgetriebeabschnitte koaxial zu den Planetengetriebeabschnitten angeordnet. Diese Weiterbildung ermöglicht es, den koaxialen Aufbau der Getriebeanordnung weiterzuentwickeln. Vorzugsweise ist jeweils mindestens ein Rad der Übersetzungsgetriebeabschnitte koaxial zu den Planetengetriebeabschnitten und/oder zu der Eingangswelle angeordnet.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Planetengetriebeabschnitte die Übersetzungsgetriebeabschnitte in axialer Richtung insbesondere zu der Eingangswelle klammerartig und/oder beidseitig umgreifen. Durch diese konstruktive Ausgestaltung ergibt sich ein symmetrischer und sehr kompakter Aufbau der Getriebeanordnung.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Getriebeanordnung eine oder zwei zweite Eingangsschnittstelle zur Ankopplung jeweils eines Elektromotors auf. Optional bildet der Elektromotor einen Teil der Getriebeanordnung. Der Elektromotor stellt ein Traktionsdrehmoment für das Fahrzeug bereit. Insbesondere ist der Elektromotor so ausgelegt, dass dieser das Fahrzeug allein beschleunigen und/oder bewegen kann. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 5 Kilowatt, vorzugsweise größer als 10 Kilowatt auf. Auch die zweite Eingangsschnittstelle kann real verkörpert sein oder alternativ hierzu eine virtuelle oder logische Schnittstelle bilden, wie dies zur ersten Eingangsschnittstelle bereits erläutert wurde. Optional weist die Getriebeanordnung zwei zweite Eingangsschnittstellen zur Ankopplung von zwei Elektromotoren auf.
Besonders bevorzugt ist die zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts mit der zweiten Eingangsschnittstelle oder einer der zweiten Eingangsschnittstellen wirkverbunden. Vorzugsweise ist die zweite Welle mit dieser Eingangsschnittstelle drehfest verbunden. Es ist ebenso bevorzugt, dass die zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts mit der zweiten Eingangsschnittstelle oder der anderen der zweiten Eingangsschnittstelle wirkverbunden und vorzugsweise drehfest verbunden ist. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kopplungsabschnitt als ein Getriebeabschnitt mit einer negativen Übersetzung ausgebildet oder weist diesen auf. Durch die negative Übersetzung erfolgt in dem Getriebeabschnitt eine Drehrichtungsumkehr, sodass sich die zweiten Wellen in dem mindestens einen Betriebsmodus gegeneinander abstützen können.
Vorzugsweise ist der Kopplungsabschnitt als ein mechanischer Kopplungsabschnitt ausgebildet, wobei die zweiten Wellen miteinander mechanisch zwangsgeführt sind. Für den Fall, dass die Getriebeanordnung zwei zweite Eingangsschnittstellen für zwei Elektromotoren aufweist, ist der Kopplungsabschnitt vorzugsweise als ein virtueller Kopplungsabschnitt ausgeführt, wobei die gegenseitige Abstützung der zweiten Wellen durch eine Ansteuerung der Elektromotoren erfolgt.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als das erste Hohlrad, die zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als das erste Sonnenrad, die dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als der erste Planetenträger ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist die erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als das zweite Hohlrad, die zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als das zweite Sonnenrad und die dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als der zweite Planetenträger ausgebildet. In dieser Ausgestaltung sind zum einen die Standübersetzungen des Planetengetriebeabschnitts anwendungsgerecht einzustellen und zum anderen ein kompakter konstruktiver Aufbau möglich.
Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass über den Elektromotor oder über die Elektromotoren, welcher beziehungsweise welche ebenfalls über die zweite Eingangsschnittstelle auf die zweiten Wellen wirkt, ein Verzögerungsmoment und/oder ein Bremsmoment auf mindestens eine der zweiten Wellen aufgebracht wird. Es ist bevorzugt, dass die Getriebeanordnung eine Kopplungsbremseinrichtung aufweist, wobei die Kopplungsbremseinrichtung auf den Kopplungsabschnitt wirkt. Insbesondere verzögert die Kopplungsbremseinrichtung mindestens eine der zweiten Wellen oder beide zweiten Wellen gegenüber einem Gestell oder einem Gehäuse der Getriebeanordnung. Auf diese Weise ist es möglich, den Kopplungsabschnitt auf starr zu setzen und/oder zu blockieren, sodass die zweiten Wellen zueinander nicht verdreht werden können.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Getriebeanordnung mindestens oder genau eine ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung auf, welche eine oder die Kopplungsbremseinrichtung umfasst. Eingänge der ausgangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung sind mit der zweiten und mit der dritten Welle einer der Planetengetriebeabschnitte, also dem ersten oder dem zweiten Planetengetriebeabschnitt, wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung ist ausgebildet, die zweite und die dritte Welle miteinander drehfest zu setzen, sodass diese sich gegebenenfalls gemeinsam drehen können. In einem alternativen Schaltzustand ist die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung ausgebildet, die zweite Welle gegenüber einem Gestell und insbesondere einem Gehäuse der Getriebeanordnung drehfest zu setzen und damit die Kopplungsbremseinrichtung zu bilden. Über die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung können weitere Betriebsmodi der Getriebeanordnung eingestellt werden.
Alternativ oder ergänzend weist die Getriebeanordnung mindestens eine Eingangsaktorvorrichtung auf. Die Eingangsaktorvorrichtung ist zwischen der ersten Eingangsschnittstelle und der ersten Welle eines der Planetengetriebeabschnitte angeordnet. Optional weist die Getriebeanordnung zwei Eingangsaktorvorrichtungen auf, sodass jeder der ersten Welle eine Eingangsaktorvorrichtung vorgeschaltet ist. Die Eingangsaktorvorrichtung ist ausgebildet, die erste Eingangsschnittstelle mit der ersten Welle drehfest zu setzen und alternativ die erste Welle gegenüber einem Gestell, insbesondere einem Gehäuse der Getriebeanordnung, drehfest zu setzen.
Sowohl die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung als auch die Eingangsaktorvorrichtung können als optionale Betriebszustände auch einen Neutralzustand einnehmen, wobei die Eingänge der Kopplungsaktorvorrichtung beziehungsweise der Eingangsaktorvorrichtung unabhängig voneinander geschalten sind.
In einer anderen möglichen Weiterbildung weist die Getriebeanordnung zwei ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtungen sowie zwei Elektromotoren auf, sodass die Elektromotoren eine virtuelle Kopplung und/oder einen virtuellen Kopplungsabschnitt bilden.
Ein weiterer möglicher Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2a, b eine konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung mit einer zusätzlichen axialen Draufsicht auf die Getriebeanordnung,
Figur 3a, b eine weitere konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung mit einer zusätzlichen axialen Draufsicht auf die Getriebeanordnung,
Figur 4 eine weitere schematische Darstellung einer Getriebeanordnung als ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 5 weitere konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung
Figur 6 eine weitere schematische Darstellung einer Getriebeanordnung als ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 7a,b eine weitere konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung mit einer zusätzlichen axialen Draufsicht auf die Getriebeanordnung;
Figur 8 eine konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung in
Schnittdarstellung;
Figur 9 eine weitere konstruktive Ausgestaltung einer Getriebeanordnung in
Schnittdarstellung;
Figur 10a, b eine weitere schematische Ausgestaltung einer Getriebeanordnung sowie deren konstruktiven Umsetzung.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Getriebeanordnung 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 weist eine erste Eingangsschnittstelle 2 (AN) zur Ankopplung eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors sowie eine zweite Eingangsschnittstelle 3 zur Ankopplung eines Elektromotors 4 auf.
Ferner weist die Getriebeanordnung 1 einen ersten Planetengetriebeabschnitt 5 (P1 ) sowie einen zweiten Planetengetriebeabschnitt 6 (P2) auf. Der erste Getriebeabschnitt 5 weist ein Hohlrad 5.1 als eine erste Welle, ein Sonnenrad 5.2 als eine zweite Welle und einen Planetenträger 5.3 als eine dritte Welle auf. Auf dem Planetenträger 5.3 sind Planetenräder drehbar angeordnet, welche mit dem Hohlrad 5.1 und mit dem Sonnenrad 5.2 kämmen.
In ähnlicher Weise weist der zweite Planetengetriebeabschnitt 6 ein Hohlrad 6.1 als eine erste Welle, ein Sonnenrad 6.2 als eine zweite Welle und einen Planetenträger 6.3 als eine dritte Welle auf. Auf dem Planetenträger 6.3 sitzen Planetenräder, welche mit dem Hohlrad 6.1 und mit dem Sonnenrad 6.2 kämmen.
Die Hohlräder 5.1 , 6.1 sind mit der ersten Eingangsschnittstelle 2 drehfest verbunden. Die Sonnenräder 5.2, 6.2 sind mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 wirkverbunden. Das Sonnenrad 5.2 ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 drehfest verbunden. Das Sonnenrad 6.2 ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 über einen Getriebeabschnitt 7 verbunden, wobei der Getriebeabschnitt 7 eine Übersetzung von i = -1 aufweist. Der Getriebeabschnitt 7 bildet einen Kopplungsabschnitt 10 zwischen den Sonnenrädern 5.2, 6.2.
Ferner weist die Getriebeanordnung 1 einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 8 (iU) sowie einen zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 (iG) auf. Beide Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 weisen jeweils mindestens eine, vorzugsweise mehrere Übersetzungsstufen auf. Die Eingänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 sind jeweils mit den dritten Wellen, insbesondere dem Planetenträger 5.3 beziehungsweise 6.3 drehfest verbunden. Die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 sind jeweils mit der Ausgangsschnittstelle 14 (AB) drehfest verbunden.
Ferner weist die Getriebeanordnung 1 eine Kopplungsbremseinrichtung BE auf, welche mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 drehfest verbunden ist und eine Blockierung oder Abbremsung der zweiten Eingangsschnittstelle 3 ermöglicht.
In der Getriebeanordnung 1 gemäß Figur 1 sind die Planetengetriebeabschnitte 5, 6 über die Sonnenräder 5.2 und 6.2 über den Kopplungsabschnitt 10 mittels des Getriebeabschnitts 7 mit der Übersetzung von i=-1 gekoppelt, sodass bei einem Betrieb, bei dem beide Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 die Ausgangsschnittstelle 14 antreiben, sich die Planetengetriebeabschnitte 5, 6 über den Kopplungsabschnitt 10 gegenseitig abstützen. Alternativ kann die Abstützung auch mittels anderer Getriebevarianten als Kopplungsabschnitt erreicht werden, zum Beispiel indem die Anbindung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 an die erste Eingangsschnittstelle 2 mittels Übersetzungen mit unterschiedlichen Vorzeichen, zusammen mit unterschiedlichen Vorzeichen der Übersetzung zwischen den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 und der Ausgangsschnittstelle 14 gewählt werden. Insbesondere weist die Getriebeanordnung 1 eine Getriebeeingangswelle AN, welche die erste Eingangsschnittstelle 2 bildet, und eine Getriebeausgangswelle AB auf, welche die Ausgangsschnittstelle 14 bildet, zwei Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9, welche zwei Teilgetriebe mit jeweils einem oder mehreren Gängen bilden, den Elektromotor 4, die Kopplungsbremseinrichtung BE, zwei Planetengetriebeabschnitte 5, 6 sowie den Kopplungsabschnitt 10 zwischen den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 auf.
Eine beispielhafte Ausgestaltung der Getriebeanordnung 1 weist eine Standübersetzung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 von i = -2,5, zwei Getriebestufen für den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt mit i1 = -2,3 und i3 = - 0,7 sowie zwei Übersetzungsstufen für den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 mit i2 = -1 ,1 ; i4 = -0,51 auf. Optional ergänzend weist die Getriebeanordnung 1 eine Final-Drive-Übersetzung, insbesondere zu einer nicht dargestellten Differentialeinrichtung mit iD = -3 auf. Die Final-Drive-Übersetzung ist der Ausgangsschnittstelle 14 nachgeschaltet.
In der nachfolgenden Tabelle sind mögliche Betriebsmodi der Getriebeanordnung 1 sowie der daraus resultierenden Übersetzungen dargestellt:
Figure imgf000013_0001
Kurzbeschreibung der Betriebsmodi: G1 , G3, G5, G7: Betriebsmodi mit festen Drehzahlverhältnissen. Jeweils nur ein Übersetzungsgetriebeabschnitt (8 oder 9) hat einen eingelegten Gang und ist an der Drehmomentübertragung beteiligt.
G2, G4, G6: Betriebsmodi mit festen Drehzahlverhältnissen. Beide Übersetzungsgetriebeabschnitte (8 und 9) haben gleichzeitig einen eingelegten Gang und sind an der Drehmomentübersetzung beteiligt. Die resultierende Übersetzung liegt zwischen G1 und G3. Die Drehzahl der gekoppelten Sonnenräder 5.2, 6.2 stellt sich eigenständig so ein, dass trotz unterschiedlicher Drehzahlen an den Planetengetriebeabschnitten 5, 6, die Hohlräder 5.1 , 6.1 gleich schnell mit der Drehzahl der ersten Eingangsschnittstelle 2 drehen.
Betriebsmodi V1 , V2, V3 und V4: Das sind jeweils Fahrmodi, bei denen die Drehzahl des Elektromotors 4 und des nicht dargestellten Verbrennungsmotors in einem der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 überlagert werden (addiert werden). Die Ausgangsdrehzahl kann somit bei konstanter Drehzahl des Verbrennungsmotors mittels der Drehzahl des Elektromotors variiert werden. Dies ermöglicht ein Stehen der Ausgangsschnittstelle bei eingelegtem Gang und drehendem Verbrennungsmotor.
In der oben gezeichneten Tabelle beziehen sich die Übersetzungen lVM ^ Ab und IEM -> AB auf die Übersetzungen der Drehmomente:
ABDrehmoment = AN Drehmoment * IVM-> Ab
Die Figur 2a zeigt in einer schematisierten Darstellung eine erste konstruktive Umsetzung der Getriebeanordnung 1 in der Figur 1 . Hierbei sind gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Getriebeanordnung 1 in der Figur 2a weist eine gemeinsame Eingangswelle 18 auf, welche mit der ersten Eingangsschnittstelle 2 wirkverbunden und insbesondere drehfest gekoppelt ist. Die erste Eingangsschnittstelle 2 ist mit dem Verbrennungsmotor VM wirkverbunden. Koaxial zu der gemeinsamen Eingangswelle 18 sind der erste Planetengetriebeabschnitt 5, der zweite Planetengetriebeabschnitt 6, der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt 8 und der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 angeordnet. Die Planetengetriebeabschnitte 5, 6 umklammern dabei in axialer Richtung die Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9. So ist der erste Planetengetriebeabschnitt 5 auf einer dem Verbrennungsmotor VM und/oder der ersten Eingangsschnittstelle 2 abgewandten axialen Seite der Getriebeanordnung 1 angeordnet. In Richtung der ersten Eingangsschnittstelle 2 folgt dann der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 sowie der zweite Planetengetriebeabschnitt 6. Die gemeinsame Eingangswelle 18 ist drehfest mit dem ersten Hohlrad 5.1 des ersten Planetengetriebeabschnitts 5 sowie mit dem zweiten Hohlrad 6.1 des zweiten Planetengetriebeabschnitts 6 verbunden.
Die Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 weisen jeweils Eingangsräder 8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2 auf, welche koaxial zu der gemeinsamen Eingangswelle 18 angeordnet sind und relativ zu dieser drehen können. Die Ausgangsräder der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9, nämlich 8.3, 8.4, 9.3, 9.4, sind dagegen auf einer gemeinsamen Ausgangswelle 19 drehbar gelagert.
Die gemeinsame Eingangswelle 18 wird in der Figur 2b, welche eine axiale Draufsicht auf die Getriebeanordnung 1 zeigt, mit AN, die gemeinsame Ausgangswelle 19 mit X1 bezeichnet. Die Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 weisen jeweils eine Schaltaktorik 8.5, 9.5 auf, welche eine selektive Kopplung der Ausgangsräder 8.3, 8.4 beziehungsweise 9.3, 9.4 mit der gemeinsamen Ausgangswelle 19 ermöglichen. Die Eingangsräder 8.1 , 8.2 sind dagegen mit dem ersten Planetenträger 5.3, die Eingangsräder 9.1 , 9.2 dagegen mit dem zweiten Planetenträger 6.3 drehfest gekoppelt.
Auf der gemeinsamen Ausgangswelle 19 sitzt ein Abtriebsrad 20, welches mit einer Differentialeinrichtung 21 kämmt.
Der Elektromotor 4 definiert eine Rotorwelle, welche parallel zu der gemeinsamen Eingangswelle 18, der gemeinsamen Ausgangswelle 19 sowie der Differentialeinrichtung 21 angeordnet ist. Der Elektromotor 4 ist mit zwei Elektromotorabtriebsrädern 4.1 , 4.2 gekoppelt, wobei das Elektromotorabtriebsrad 4.1 über den Getriebeabschnitt 7 mit dem ersten Sonnenrad 5.2 wirkverbunden ist, das andere Elektromotorabtriebsrad 4.2 ist dagegen unmittelbar mit dem zweiten Sonnenrad 6.2 wirkverbunden, sodass sich insgesamt der Kopplungsabschnitt 10 ergibt. Die Getriebeanordnung 1 entspricht einem Doppelkupplungsgetriebe, dessen zwei Teilgetriebe nicht starr mit einem Antrieb verbunden werden, sondern mittels der Planetengetriebeabschnitte, sodass zusätzlich zu den normalen Übersetzungen der Teilgetriebe, die Übersetzungen beider Teilgetriebe gemischt werden können. Somit ergibt sich eine deutlich höhere Anzahl an Übersetzungen als die Stirnradstufen auf den ersten Blick vermuten lassen. Die Anbindung des integrierten Elektromotors 4 ist so gewählt, dass diese einen sanften Übergang zwischen verschiedenen Gängen ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht.
In der nachfolgenden Tabelle sind verschiedene Übersetzungen der Getriebeanordnung 1 gemäß der Figur 2a dargestellt.
Figure imgf000016_0001
Standübersetzung der Planetensätze: -2,5
Übersetzungen der Stirnradstufen: 11 = -2,3; 12 = -1 ,1 ; 13 = -0,7; 14 = -0,51
Finaldrive-Übersetzung zum Differential: ID = -3 Spalte 2: Drehmomentübersetzung zwischen den Wellen AN und AB.
MomentAB = IAN->AB * MomentAN
Spalte 3: Drehmomentübersetzung zwischen EM und AB.
MomentAB = IEM->AB * MomentEM
Spalte 4: Übersetzung zwischen den Wellen XiU und X1 Spalte 5: Übersetzung zwischen den Wellen XiG und X1
Insbesondere entspricht die Getriebeanordnung 1 einem 7-Gang-Hybridgetriebe.
In der Figur 3a ist eine weitere Getriebeanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Es handelt sich dabei um ein 15-Gang-Hybridgetriebe mit einem Elektromotor. Strukturell funktionell entspricht die Getriebeanordnung 1 in der Figur 3a dem Prinzipbild in der Figur 1 . Jedoch weist jede der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 vier mögliche Übersetzungsstufen auf, welche über vier Schalteinrichtungen 8.5, 8.6, 9.5, 9.6 selektiv geschaltet werden können.
Neben der gemeinsamen ersten Ausgangswelle 19 weist die Getriebeanordnung 1 in der Figur 3a beziehungsweise 3b eine zweite gemeinsame Ausgangswelle 22 auf. Auf der zweiten gemeinsamen Ausgangswelle 22 sitzen für jeden Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9 jeweils zwei Ausgangsräder 8.7, 8.8 beziehungsweise 9.7, 9.8. Ein zweites Abtriebsrad 23 kämmt mit der Differentialeinrichtung 21 . In der Figur 3b ist in einer axialen Draufsicht die Lage und die Position der Wellen der Differentialeinrichtung 21 , der gemeinsamen Eingangswelle 18, der ersten gemeinsamen Ausgangswelle 19 und der zweiten gemeinsamen Ausgangswelle 22 sowie die des Elektromotors 4 dargestellt.
In der Figur 4 ist eine weitere schematische Darstellung einer weiteren Getriebeanordnung 1 gezeigt. Die Figur 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie die Figur 1 eine Getriebeanordnung 1 , welche sich von der Getriebeanordnung 1 in der Figur 1 zum einen durch die Position der Kopplungsbremseinrichtung BE und zum anderen durch weitere Komponenten unterscheidet. In gleicher Weise wie in der Figur 1 umfasst die Getriebeanordnung 1 jedoch die erste Eingangsschnittstelle 2, die zweite Eingangsschnittstelle 3, den Elektromotor 4, die Ausgangsschnittstelle 14, den ersten und zweiten Planetengetriebeabschnitt 5, 6 sowie den ersten und zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sonnenräder 5.2, 6.2 über einen Kopplungsabschnitt 10, welcher den Getriebeabschnitt 7 umfasst, miteinander verbunden. Die Kopplungsbremseinrichtung BE bildet jedoch einen Teil einer ausgangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 , welche zwei Eingänge aufweist. Ein erster Eingang ist mit dem Sonnenrad 6.2, ein zweiter Eingang mit dem Planetenträger 6.3 drehfest verbunden. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 ermöglicht es, in einer Schaltstellung BE, das Sonnenrad 6.2 drehfest gegenüber einem Gestell, insbesondere einem Gehäuse der Getriebeanordnung 1 zu setzen. In einer Schaltstellung KS2 werden das Sonnenrad 6.2 und der Planetenträger 6.3 miteinander drehfest gesetzt. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 kann - wie alle anderen Einrichtungen der Getriebeanordnung 1 - über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung angesteuert werden. Ferner ist es möglich, die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 in einen Neutralzustand N zu setzen. In diesem Fall sind die Eingänge drehentkoppelt zueinander und zu dem Gestell G. Die Schaltstellung KS2 ermöglicht ein Verblocken des Planetengetriebeabschnitts 6, sodass Hohlrad 6.1 , Sonnenrad 6.2 und Planetenträger 6.3 synchron miteinander drehen. BE dient zum Blockieren der gekoppelten Eingänge der beiden Planetengetriebeabschnitte 5, 6 gegen Verdrehen und bildet damit die Kopplungsbremseinrichtung. KS2 ist mit der Verriegelung BE als ein Schaltelement kombiniert. Falls nur einer der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 verriegelbar ausgeführt wird, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist, so ist es besonders vorteilhaft, wenn der verriegelbare Planetengetriebeabschnitt 6 vor dem Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9 mit der schnellsten Übersetzung liegt, sodass ein Spargang unter Verwendung der Verriegelung des Planetengetriebeabschnitts 6 nochmals eine deutlich schnellere Übersetzung erlaubt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der verriegelbare Planetengetriebeabschnitt 6 nicht vor dem Teilgetriebe mir der langsamsten Übersetzung liegt, da dies die Realisierung eines Kriechgangs vereinfacht.
Ferner weist die Getriebeanordnung 1 zwei Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 auf. Die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 sind jeweils zwischen der ersten Eingangsschnittstelle 2 und der ersten Welle, in diesem Fall dem Hohlrad 5.1 und 6.1 der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 angeordnet. Die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 ermöglicht es, das jeweilige Hohlrad 5.1 , 6.1 selektiv mit der ersten Eingangsschnittstelle 2 oder mit dem Gestell G drehfest zu setzen. Auch bei den Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 ist eine Neutralstellung N möglich.
Die Schaltstellungen KA und KB erlauben ein Verbinden zwischen den Hohlrädern 5.1 und 6.1 der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 und der ersten Eingangsschnittstelle 2. BA und BB ermöglichen ein Blockieren des entsprechenden Hohlrades 5.1 , 6.1 gegen Verdrehen.
Beispielhafte Übersetzungen sind:
Standübersetzung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6: i = -2,5; Übersetzungen der Stirnradstufen des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts 5: i1 = -2,3; i3 = -0,7 und des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts 6: i2 = -1 ,1 ; i4 = -0,51 . Final-Drive- Übersetzung zum Differential: iD = -3
Die verschiedenen Betriebsmodi sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Figure imgf000020_0001
Die Festgänge G2-G8 entsprechen den Festgängen G1 -G7 aus der Figur 1 . Die Betriebsmodi V1 -V4 sind ähnlich wie bei der Figur 1 ; Die zusätzlichen Schaltelemente KA / BA, KB / BB und KS2 ermöglichen 2 neue Gänge (G1 => 11 + Kriech und G9=>I4 + Spar), sowie einen Rückwärtsgang, als auch elektrisches Fahren (Vorwärts und Rückwärts). Für das elektrische Vorwärtsfahren und einen Wechsel in den Hybridbetrieb ohne Zugkraftunterbrechung und ohne spezielle Synchronringe an den einzelnen Schaltmuffen sind weitere Schaltkombinationen aufgelistet.
Die Figur 5 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der Getriebeanordnung 1 in der Figur 4, wobei die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 zwischen dem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 und dem zweiten Planetengetriebeabschnitt 6 angeordnet ist. Die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 sind jeweils axial außenliegend zu den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 angeordnet. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 sowie die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 ermöglichen zusätzliche Betriebsmodi wie zum Beispiel Rückwärtsgang, rein elektrisches Fahren und sanfter Übergang zum Hybridantrieb und reinen Verbrennungsmotorantrieb, einen Kriechgang (langsamer als mit i1 alleine) sowie einen Spargang (schneller als i4 alleine). Die gezeigten Aktorvorrichtungen 1 1 , 12, 13 können auch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4 beziehungsweise 5 kombiniert werden. In der nachfolgenden Tabelle sind die
Betriebsmodi aufgeführt.
Figure imgf000021_0001
Die Gänge und die Schaltzustände in der Tabelle wurden so gewählt, dass die Übergänge von einem Betriebsmodus zum nächsten jeweils als Einfachschaltungen (Es wird nur eine Schalteinrichtung verändert) realisiert werden können, wobei alle Wellen immer definierte Drehzahlen haben, so dass separate Synchronisierungseinrichtungen bei Formschlüssigen Schaltvorrichtungen entfallen können: • Der Wechsel zwischen den Gängen G1 bis G9 erfolgt unter Zuhilfenahme der Variablen Gänge V1 bis V4. G1 <->V1 <->G2<->V1 ^G3^V2^G4^V2^G5^V3^G6^V3^G7^V4^G8^ V4^G9
• Das elektrische Anfahren und der Übergang zum Fahrbetrieb mittels Verbrennungsmotor erfolgt mit einem Hilfsgang und abgewandelte Schaltkombinationen weiterer Gänge: E-Vorwärts <-> E-Hilfsgang 1 <-> V1 <-> G2 <-> V1 <-> G3 (wobei V1 , G2 leicht abgewandelte Schaltkombinationen verwenden). E-Vorwärts <-> E-Hilfsgang 2 <-> V3 <-> G6 <-> V3 <-> G7 (wobei V3, G6 leicht abgewandelte Schaltkombinationen verwenden).
• Elektrisches Rückwärtsfahren. Mittels schließen der KB kann in den festen Rückwärtsgang geschaltet werden.
Das Getriebe weist folgende bevorzugte Gänge auf::
• 9 Vorwärtsgänge mit festen Übersetzungen (G1 bis G9)
• Einen Rückwärtsgang mit fester Übersetzung (R)
• Elektrisches Anfahren.
• Elektrisches Rückwärtsfahren.
• 4 bezüglich der Drehzahl variable Übersetzungen (V1 bis V4) bei denen die Drehzahlen des Verbrennungsmotors und der E-Maschine überlagert werden.
• Einen Betriebsmodus (L) mit ausschließlicher Koppelung zwischen dem Verbrennungsmotor und der E-Maschine zum Starten des VM oder Laden der Batterie.
In der Figur 6 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Getriebeanordnung gezeigt, wobei die weitere Getriebeanordnung die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 wie in der Figur 4 aufweist. Im Unterschied zu der Figur 4 ist jedoch der Kopplungsabschnitt 10 mit dem Elektromotor 4 anders ausgebildet. In der Umsetzung in der Figur 6 sind zwei Elektromotoren 4a, b vorgesehen, welche unabhängig voneinander angesteuert werden können. Ferner weist die Getriebeanordnung 1 wie in der Figur 4 zwei ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtungen 1 1 a, b auf. Die Kopplung über den Kopplungsabschnitt 10 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel 6 virtuell, das heißt über die Ansteuerung der Elektromotoren 4a, b.
In den Figuren 7a, b ist eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Getriebeanordnung in der Figur 6 gezeigt. Während bei der Umsetzung der Getriebeanordnung in der Figur 4 beziehungsweise davor die Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 in einem axialen Bereich liegen, der auch in dem Elektromotor 4 eingenommen wird, also in dem Rotorraum angeordnet sind, sind die Elektromotoren 4a, b in der Ausgestaltung gemäß der Figur 7a koaxial zu den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 angeordnet.
In der Figur 8 und 9 sind Darstellungen von möglichen konstruktiven Ausgestaltungen der Getriebeanordnung 1 gezeigt.
Die Figur 10a, b zeigt schließlich eine Ausgestaltung einer Getriebeanordnung 1 als eine Abwandlung der Getriebeanordnung 1 in den vorhergehenden Figuren gezeigt, jedoch ohne Elektromotor. Aufgrund der fehlenden E-Maschine müssen die Schaltelemente K1/K3 sowie K2/K4 mit Synchronisationsringen ausgeführt werden. KB und KP2 können ähnlich einer heutigen Doppelkupplung in einer Baueinheit kombiniert werden. Drei alternative Anfahrkupplungen (KA, KB, KP2) ermöglichen es den Verschleiß und den Leistungseintrag (z.B. bei mehrfachen Anfahrten am Hang) auf verschiedene Kupplungselemente zu verteilen. z.B. indem bei jedem Anfahrvorgang eine andere Kupplung verwendet wird.
Betriebsmodi und Schaltzustände bei Ausführung ohne EM:
Figure imgf000024_0001
Bezugszeichenliste
Getriebeanordnung
erste Eingangsschnittstelle, 3a, 3b Schnittstellen
Elektromotor
a, b Elektromotoren
.1 Elektromotorabtriebsrad
.2 Elektromotorabtriebsrad
erster Planetengetriebeabschnitt.1 erstes Hohlrad
.2 erstes Sonnenrad
.3 erster Planetenträger
zweiter Planetengetriebeabschnitt.1 zweites Hohlrad
.2 zweites Sonnenrad
.3 zweiter Planetenträger
Getriebeabschnitt
erster Übersetzungsgetriebeabschnitt.1 Eingangsrad
.2 Eingangsrad
.3 Ausgangsrad
.4 Ausgangsrad
.5 Schaltaktorik
.5/8.6 Schalteinrichtung
.7 Ausgangsrad
.8 Ausgangsrad
zweiter Übersetzungsgetriebeabschnitt.1 Eingangsrad Eingangsrad
Ausgangsrad
Ausgangsrad
Schaltaktorik
/9.6 Schalteinrichtung
Ausgangsrad
Ausgangsrad
Kopplungsabschnitt
Kopplungsaktorvorrichtunga, b Kopplungsaktorvorrichtungen
Eingangsaktorvorrichtung
Eingangsaktorvorrichtung gemeinsame Eingangswelle erste gemeinsame Ausgangswelle
1 . Abtriebsrad
Differentialeinrichtung
zweite gemeinsame Ausgangswelle zweites Abtriebsrad
Verbrennungsmotor

Claims

Patentansprüche
Getriebeanordnung (1 ) für ein Fahrzeug,
mit einer ersten Eingangsschnittstelle (2) zur Ankopplung eines Verbrennungsmotors,
mit einem ersten Planetengetriebeabschnitt (5), wobei der erste Planetengetriebeabschnitt (5) ein erstes Hohlrad (5.1 ), einen ersten Planetenträger (5.3) und ein erstes Sonnenrad (5.2) als Wellen aufweist, wobei eine erste Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) mit der ersten Eingangsschnittstelle (2) wirkverbunden ist,
und mit einem zweiten Planetengetriebeabschnitt (6), wobei der zweite Planetengetriebeabschnitt (6) ein zweites Hohlrad (6.1 ), einen zweiten Planetenträger (6.3) und ein zweites Sonnenrad (6.2) als Wellen aufweist, wobei eine erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) mit der ersten Eingangsschnittstelle (2) wirkverbunden ist,
mit einem ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt (8), wobei der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt (8) mindestens eine erste Übersetzungsstufe aufweist, wobei eine dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) mit einem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts (8) wirkverbunden ist,
mit einem zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt (9), wobei der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt (9) mindestens eine zweite Übersetzungsstufe aufweist, wobei eine dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) mit einem Eingang des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts (8) wirkverbunden ist,
mit einer Ausgangsschnittstelle (14), wobei die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte (8,9) mit der Ausgangsschnittstelle (14) wirkverbunden sind,
mit einem insbesondere realen oder virtuellen Kopplungsabschnitt (10) zur Kopplung der zweiten Wellen, wobei sich die zweiten Wellen in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander abstützen, wobei der erste und der zweite Planetengetriebeabschnitt koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsgetriebeabschnitte (8,9) koaxial zu den Planetengetriebeabschnitte (5,6) angeordnet sind.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebeabschnitte (5,6) die Übersetzungsgetriebeabschnitte (8,9) in axialer Richtung klammerartig umgreifen.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine oder zwei zweite Eingangsschnittstelle (3, 3a, 3b) zur Ankopplung eines Elektromotors (4,4a, b), wobei die zweite Eingangsschnittstelle (3, 3a, 3b) mit der zweiten Welle (5.2) des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) und/oder mit der zweiten Welle (6.2) des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) wirkverbunden ist.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung (1 1 ), wobei die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung (1 1 ) die Kopplungsbremseinrichtung (BE) umfasst, wobei Eingänge der ausgangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung (1 1 ) mit der zweiten und mit der dritten Welle einer der Planetengetriebeabschnitte (5,6) verbunden ist, wobei die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung ausgebildet ist, die zweite und die dritte Welle miteinander drehfest zu setzen und alternativ die zweite Welle gegenüber einem Gestell (G) drehfest zu setzen und damit die Kopplungsbremseinrichtung (BE) zu bilden.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Eingangsaktorvorrichtung (12,13), wobei die Eingangsaktorvorrichtung (12,13) zwischen der ersten
Eingangsschnittstelle (2) und der ersten Welle einer der
Planetengetriebeabschnitte (5,6) angeordnet ist, wobei die
Eingangsaktorvorrichtung (12,13) ausgebildet ist, die erste Eingangsschnittstelle (2) und die erste Welle einer der Planetengetriebeabschnitte (5,6) miteinander drehfest zu setzen und alternativ die erste Welle gegenüber einem Gestell (G) drehfest zu setzen.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt (10) ausgebildet ist, dass bei einem gleichgerichteten Drehmoment an den ersten Wellen (5.a) und einem gleichgerichteten Drehmoment an den dritten Wellen (5.3), die Drehmomente an den zweiten Wellen (5.2) entgegengesetzt wirken.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt (10) als ein Getriebeabschnitt (7) mit einer negativen Übersetzung ausgebildet ist.
Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) als das erste Hohlrad (5.1 ), die zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) als das erste Sonnenrad (5.2), die dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts (5) als der erste Planetenträger (5.3) ausgebildet ist und/oder dass die erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) als das zweite Hohlrad (6.1 ), die zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als das zweite Sonnenrad (6.2), die dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts (6) als der zweite Planetenträger (6.3) ausgebildet ist.
Fahrzeug mit der Getriebeanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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