WO2020079070A1 - Lastschaltbares doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

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WO2020079070A1
WO2020079070A1 PCT/EP2019/078068 EP2019078068W WO2020079070A1 WO 2020079070 A1 WO2020079070 A1 WO 2020079070A1 EP 2019078068 W EP2019078068 W EP 2019078068W WO 2020079070 A1 WO2020079070 A1 WO 2020079070A1
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WO
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gear
clutch transmission
double clutch
transmission
pinion
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PCT/EP2019/078068
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Ianislav Krastev
Wael Mohamed
Tobias SCHLITTENBAUER
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a power shift double clutch transmission, which has in particular two gear stages and can be installed on an axle module, in particular an E-axle module for electrically operated vehicles. Furthermore, the invention relates to
  • DE 10 2012 016 235 B4 relates to an actuator arrangement for a drive train.
  • the actuator arrangement comprises an electric motor
  • a driven actuator pump with a clutch actuator which is designed to actuate a friction clutch of the drive train.
  • the clutch actuator is connected to a pressure connection of the actuator pump.
  • a parking lock actuator is provided, which is used to actuate a
  • Parking lock actuator assumes an open position in which the
  • Parking lock arrangement is released and has a closed position in which the parking lock arrangement is closed.
  • the parking lock actuator is also connected to the pressure connection of the actuator pump.
  • the parking lock arrangement is in the open position and / or in the by means of a locking device
  • the clutch actuator and the parking lock actuator are connected directly to the pressure connection of the actuator pump, the pressure connection being connected to a pressure sensor in order to be able to measure the pressure and to regulate it by adjusting the speed of the actuator pump.
  • DE 10 2016 207 634 Al relates to a rotating electrical machine.
  • the rotating electrical machine comprises a stator having a winding head at the axial ends and a rotor rotatably mounted in an opening of the stator.
  • the rotor has a rotor shaft and a rotor laminated core.
  • a bearing unit is provided for rotatably supporting the rotor shaft with respect to the rotor laminated core, and also one
  • the clutch unit is designed to produce at least two clutch states for the rotational coupling of the rotor shaft with the rotor laminated core and in at least one of the two coupling states to couple the rotor shaft to the rotor laminated core by means of the gear unit.
  • the gear unit is a planetary gear.
  • a double clutch transmission which has at least one electric machine via an electric machine
  • the double clutch transmission has a clutch with a first inner clutch part of a first gear stage and a second outer clutch part of a second gear stage.
  • Dual clutch transmission a powershiftable 2-speed transmission can be represented, with the at least one electrical machine being able to be operated more frequently in the range of higher efficiencies.
  • the first gear comprises a first pinion first gear and a first gear first gear.
  • a first transmission ratio i_l is given by the ratio: Z_1R / Z_1ZR, where
  • Z_1ZR number of teeth of the first gear first gear and Z_1R: number of teeth of the first pinion designated first gear.
  • the second gear stage is given by a second pinion second gear and a second gear wheel second gear.
  • the second transmission ratio i_2 is given by Z_2ZR / Z_2R, where
  • the dual clutch transmission proposed according to the invention can be operated in such a way that with simultaneous opening of the first inner
  • Coupling part and the simultaneous closing of the second outer coupling part an overlap circuit of the double clutch transmission can be represented. This shows traction without interruption in tractive power.
  • Double clutch transmission the possibility of realizing a parking lock function in that both the first inner clutch part and the second outer clutch part are closed. In this case it is
  • the invention also relates to the use of the
  • Double clutch transmission for driving a front and / or a rear axle of a vehicle having at least one electrical machine.
  • the dual clutch transmission can be used on the one hand
  • Dual clutch transmission can be coupled with electrical input drives, which are arranged on the other vehicle axis, for example.
  • Dual clutch gearboxes are inhibited and completely blocked, resulting in a Parking lock function by the proposed according to the invention
  • the solution proposed according to the invention is significantly cheaper in comparison to a planetary gear, which is a relatively complex one
  • Figure 1 shows a proposed double clutch transmission according to the invention in a schematic view
  • FIG. 2 shows an electric machine which the proposed according to the invention
  • Driving dual clutch transmission according to Figure 1, which acts on a differential of a vehicle axle of a vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an invention
  • Proposed double clutch transmission 8 is driven via an electric machine 12, not shown in FIG. 1, which is part of a vehicle having at least one electric machine 12.
  • This vehicle can be an electric vehicle (EV), a hybrid Electric vehicle (HEV) or also a PHEV, a plug-in hybrid electric vehicle, ie also an internal combustion engine.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid Electric vehicle
  • PHEV PHEV
  • plug-in hybrid electric vehicle ie also an internal combustion engine.
  • the dual clutch transmission 8 as shown in FIG. 1 comprises a clutch 14.
  • the clutch 14 in turn has a first inner one
  • the first inner clutch part 16 is located on an inner smaller radius of a clutch disc 20, while the second outer clutch part 18 is arranged on the outer side of the clutch disc 20.
  • the first inner clutch part 16 is located on an inner smaller radius of a clutch disc 20, while the second outer clutch part 18 is arranged on the outer side of the clutch disc 20.
  • Coupling part 16 is connected to an intermediate shaft 22.
  • the second outer coupling part 18 of the coupling 14 is connected to a hollow shaft 26.
  • the intermediate shaft 22 is connected to a transmission disk 24.
  • a first pinion 30 of a first gear of a first gear stage 28 is rotatably received, while on the hollow shaft 26, which can be driven via the second outer coupling part 18, a second gear 36 of a second gear 34 of a second gear 34 is rotationally fixed.
  • a first gear stage 28 is given by the first pinion 30 first gear and the first gear 32 first gear.
  • a second gear stage 34 is provided by the intermeshing second pinion 36 second gear, which meshes with the second gear 38 second gear.
  • an output 40 which comprises an output shaft 42 or an output gear 44, can be activated with the first gear 28 or with the second gear 34 active
  • Double clutch transmission 8 is as follows:
  • first gear ratio i_l which is given by Z_1R / Z_1ZR
  • i_2 Z 2ZR / Z_2R with
  • the output 40 takes place via the second gear 38 received on the output shaft 42, while when the first gear stage 28 is active, the output shaft 42 of the output 40 is driven by the first gear 32 of the first gear stage 28, which in is active in this case.
  • the gear stages can be changed in an overlap shift.
  • a load circuit can be designed in such a way that this pulling force takes place without interruption.
  • an overlap shift can also take place in the opposite direction, for example for a downshift from gear 1 to gear 2.
  • the ratio of the two gear ratios is given by the relationship ZJ.ZR Z_2R / Z_1R -2ZR, with
  • the spread s can be varied by a corresponding number of teeth combination.
  • FIG. 2 shows the double clutch transmission 8, as described in more detail in connection with FIG. 1, as the drive of a differential 50.
  • Double clutch transmission 8 The dual clutch transmission 8 in the
  • the output 40 of the double clutch transmission 8 comprises the output shaft 42 on which an output gear 44 is arranged. This can be act, for example, a spur gear which cooperates with a further spur gear 54 of the differential 50.
  • the differential 50 is only indicated schematically in the illustration according to FIG. 2 and drives a first axle part 58 and a second axle part 60 of a driven axle 56 on the output side.
  • the driven axle 56 can be both the front axle and the rear axle of the vehicle. Instead of the differential 50 indicated schematically in FIG. 2, this can also be replaced by a torque vectoring unit 64, which also drives the first axle part 58 and the second axle part 60 of the driven axle 56 on the output side.
  • Axial installation position can be used.
  • the double clutch transmission 8 on the drive shaft 10 would be coupled to the electric machine 12 via a bevel gear.
  • the electric machine 12 would be designed as a hollow shaft motor which is arranged coaxially with the double clutch transmission 8.
  • the dual clutch transmission 8 proposed according to the invention can be installed either as a separate drive for a front axle or rear axle or for both axles of the vehicle. There is the possibility of a combination of the double clutch transmission 8 proposed according to the invention with an electrical input transmission on the other vehicle axle, or a combination of the double clutch transmission 8 with one

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkupplungsgetriebe (8), das über eine E- Maschine (12) eines mindestens eine E-Maschine (12) aufweisenden Fahrzeugs angetrieben ist. Über einen Abtrieb (40) der mindestens einen E-Maschine (12) sind ein Differential (50) oder eine Torque-Vectoring-Einheit (64) angetrieben. Das Doppelkupplungsgetriebe (8) umfasst eine Kupplung (14) mit einem ersten inneren Kupplungsteil (16) einer ersten Gangstufe (28) und ein zweites äußeres Kupplungsteil (18) einer zweiten Gangstufe (34). Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (8) zur Kopplung einer E-Maschine (12) mit einer Vorder-und/oder Hinterachse eines Fahrzeugs oder in Kombination mit einer Verbrennungskraftmaschine mit Schaltgetriebe.

Description

Beschreibung
Titel
Lastschaltbares PoDDelkuDDlungsgetriebe
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe, welches insbesondere zwei Gangstufen aufweist und an einem Achsenmodul, insbesondere einem E-Achsenmodul für elektrisch betriebene Fahrzeuge eingebaut werden kann. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die
Verwendung des lastschaltbaren Doppelkupplungsgetriebes in einem E- Achsenmodul für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug.
Stand der Technik
DE 10 2012 016 235 B4 bezieht sich auf eine Aktuatoranordnung für einen Antriebsstrang. Die Aktuatoranordnung umfasst eine elektromotorisch
angetriebene Aktuatorpumpe mit einem Kupplungsaktuator, der zur Betätigung einer Reibkupplung des Antriebsstranges ausgebildet ist. Der Kupplungsaktuator ist mit einem Druckanschluss der Aktuatorpumpe verbunden. Ferner ist ein Parksperrenaktuator vorgesehen, der zur Betätigung einer
Parksperrenanordnung des Antriebsstranges ausgebildet ist, wobei der
Parksperrenaktuator eine Offenposition annimmt, in der die
Parksperrenanordnung gelöst ist und eine Schließposition aufweist, in der die Parksperrenanordnung geschlossen ist. Der Parksperrenaktuator ist ebenfalls mit dem Druckanschluss der Aktuatorpumpe verbunden. Die Parksperrenanordnung ist mittels einer Arretiereinrichtung in der Offenposition und/oder in der
Schließposition arretierbar. Der Kupplungsaktuator und der Parksperrenaktuator sind direkt mit dem Druckanschluss der Aktuatorpumpe verbunden, wobei der Druckanschluss mit einem Drucksensor verbunden ist, um den Druck messen und durch Einstellen der Drehzahl der Aktuatorpumpe regeln zu können. DE 10 2016 207 634 Al bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen an den axialen Enden jeweils einen Wicklungskopf aufweisenden Ständer und einen in einer Öffnung des Ständers drehbar gelagerten Läufer. Der Läufer weist eine Läuferwelle und ein Läuferblechpaket auf. Es ist eine Lagereinheit vorgesehen, zum drehbaren Lagern der Läuferwelle gegenüber dem Läuferblechpaket, ferner eine
Getriebeeinheit und eine Kupplungseinheit. Die Kupplungseinheit ist ausgebildet, um wenigstens zwei Kupplungszustände zum drehtechnischen Koppeln der Läuferwelle mit dem Läuferblechpaket herzustellen und in wenigstens einem der beiden Kupplungszustände die Läuferwelle mittels der Getriebeeinheit mit dem Läuferblechpaket zu koppeln. Bei der Getriebeeinheit handelt es sich um ein Planetengetriebe.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Doppelkupplungsgetriebe vorgeschlagen, welches über eine E-Maschine eines mindestens eine E-Maschine aufweisenden
Fahrzeugs angetrieben ist und über einen Abtrieb ein Differential oder eine Torque-Vectoring-Einheit antreibt. Das Doppelkupplungsgetriebe weist eine Kupplung auf mit einem ersten inneren Kupplungsteil einer ersten Gangstufe und einem zweiten äußeren Kupplungsteil einer zweiten Gangstufe.
Im Gegensatz zu elektrischen Fahrzeugen mit einem 1-Gang-Getriebe erlauben zwei Gänge die Verwendung eines kleineren Motors zur Abdeckung der
Betriebsanforderungen. Des Weiteren kann mittels eines
Doppelkupplungsgetriebes ein lastschaltbares 2-Gang-Getriebe dargestellt werden, wobei die mindestens eine elektrische Maschine häufiger im Bereich höherer Wirkungsgrade betrieben werden kann.
In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Doppelkupplungsgetriebes, umfasst die erste Gangstufe ein erstes Ritzel erster Gang und ein erstes Zahnrad erster Gang. Ein erstes Übersetzungsverhältnis i_l ist gegeben durch das Verhältnis: Z_1R/Z_1ZR, wobei
Z_1ZR : Zähnezahl des ersten Zahnrades erster Gang und Z_1R : Zähnezahl des ersten Ritzels erster Gang bezeichnet.
Des Weiteren ist die zweite Gangstufe durch ein zweites Ritzel zweiter Gang und ein zweites Zahnrad zweiter Gang gegeben. Das zweite Übersetzungsverhältnis i_2 ist gegeben durch Z_2ZR/Z_2R, wobei
Z_2ZR Zähnezahl zweites Zahnrad zweiter Gang und
Z_2R Zähnezahl zweites Ritzel zweiter Gang bezeichnet.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe lässt sich derart betreiben, dass bei gleichzeitiger Öffnung des ersten inneren
Kupplungsteiles und dazu simultan erfolgendem Schließen des zweiten äußeren Kupplungsteiles eine Überschneidungsschaltung des Doppelkupplungsgetriebes dargestellt werden kann. Damit ist eine zugkraftunterbrechungsfreie Traktion dargestellt.
Des Weiteren besteht bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Doppelkupplungsgetriebe die Möglichkeit, eine Parksperrenfunktion dadurch zu realisieren, dass sowohl der erste innere Kupplungsteil als auch der zweite äußere Kupplungsteil geschlossen ist. In diesem Falle ist das
Doppelkupplungsgetriebe gehemmt, so dass das Fahrzeug nicht anrollen kann.
Eine Spreizung des Doppelkupplungsgetriebes s ist gegeben durch die
Beziehung
s = i_l/i_2 = (z_lZR Z_2R)/Z_1R Z_2ZR
wobei
Z_1ZR Zähnezahl erstes Zahnrad erster Gang,
Z_2R Zähnezahl zweites Ritzel zweiter Gang,
Z_1R Zähnezahl erstes Ritzel erster Gang,
Z_2ZR Zähnezahl zweites Zahnrad zweiter Gang bezeichnet.
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebe ist beim Schließen des ersten inneren Kupplungsteiles über eine Übertragungsscheibe eine Zwischenwelle angetrieben, an der das erste Ritzel erster Gang die erste Gangstufe aufgenommen ist. In diesem Falle steht der zweite äußere
Kupplungsteil offen.
Umgekehrt ist im Falle des geschlossenen zweiten äußeren Kupplungsteiles eine Hohlwelle über die Kupplungsscheibe angetrieben, wobei an der Hohlwelle das zweite Ritzel zweiter Gang der zweiten Gangstufe aufgenommen ist. In diesem Falle steht der erste innere Kupplungsteil offen.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die Verwendung des
Doppelkupplungsgetriebes zum Antrieb einer Vorder- und/oder einer Hinterachse eines mindestens eine elektrische Maschine aufweisenden Fahrzeugs. Das Doppelkupplungsgetriebe kann einerseits dazu verwendet werden, ein
Differentialgetriebe anzutreiben oder auch eine Torque-Vectoring-Einheit anzutreiben, anstatt eines in herkömmlicher Weise eingesetzten
Differentialgetriebes.
Des Weiteren kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Doppelkupplungsgetriebe mit elektrischen Eingangsantrieben gekoppelt werden, die an der jeweils anderen Fahrzeugachse beispielsweise angeordnet sind.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit einer Kombination des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebes mit einer Verwendung an einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Schaltgetriebe.
Vorteile der Erfindung
Während bei elektrischen Fahrzeugen bisher 1-Gang-Getriebe Stand der Technik sind, die fest mit einer E-Maschine gekoppelt sind, kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein lastschaltbares 2-Gang- Doppelkupplungsgetriebe dargestellt werden, bei dem eine erste Gangstufe und eine zweite Gangstufe die Verwendung einer kleineren E-Maschine zur
Abdeckung der geforderten Antriebsanforderungen erlauben. Des Weiteren erlauben das Vorsehen einer ersten Gangstufe und einer zweiten Gangstufe häufiger einen Betrieb der E-Maschine in Bereichen, in der diese E-Maschine einen höheren Wirkungsgrad aufweist.
Da durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung der Einsatz einer kleineren E-Maschine möglich ist, kann eine höhere Effizienz des
Gesamtsystems Elektrofahrzeug erreicht werden. Einerseits kann eine größere elektrische Reichweite realisiert werden oder es lässt sich andererseits eine kleinere, günstigere und leichtere Batterie bei einem Elektrofahrzeug (EV) verbauen. Im Gegensatz auch zu gleichfalls eingesetzten Planetengetrieben sind Stirnradstufen, seien Sie gerade oder seien sie schräg verzahnt, günstiger als Planetengetriebe und lassen sich fertigungstechnisch leichter hersteilen. Da das erfindungsgemäß vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Gangstufe und einer zweiten Gangstufe versehen ist, entstehen keine
Beschleunigungs- bzw. Rekuperationseinbrüche bei Lastschaltungen. Des Weiteren kann das Erfordernis einer Synchronisation entfallen. Im Gegensatz zu alternativ einsetzbaren Planetengetrieben sind bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen lastschaltbaren 2-Gang-Doppelkupplungsgetriebe zwei Zahneingriffe zu verwirklichen, welches eine relativ geringe Anzahl darstellt, verglichen mit Planetengetrieben. Es lässt sich im Vergleich zum
Planetengetriebe ein relativ hoher Wirkungsgrad erreichen; des Weiteren kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verhältnis ein günstiges NVH- Verhalten erreicht werden (NVH = Noise Vibration Harshness). Dies bedeutet, dass spürbare und unerwünschte Schwingungen im Fahrzeug weitestgehend eliminiert sind.
Des Weiteren kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Doppelkupplungsgetriebe beim Schließen des ersten inneren Kupplungsteiles und beim Schließen des zweiten äußeren Kupplungsteiles das
Doppelkupplungsgetriebe gehemmt und ganz blockiert werden, so dass sich eine Parksperrenfunktion durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Doppelkupplungsgetriebe erreichen lässt. Dadurch kann ein komplexes und teures Parksperrensystem, welches eine zusätzliche Aktorik benötigte, eingespart werden.
Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein besonders einfacher mechanischer Aufbau erreicht werden. Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist deutlich kostengünstiger im Vergleich zu einem Planetengetriebe, welches ein relativ aufwändig
herzustellendes Hohlrad und mehrere mit diesem kämmende Planetenträger benötigte.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender
beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Doppelkupplungsgetriebe in schematischer Ansicht und
Figur 2 eine E-Maschine, welche das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Figur 1 antreibt, wobei dieses auf ein Differential einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs wirkt.
Ausführungsvarianten
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäß
vorgeschlagenes Doppelkupplungsgetriebe 8. Das Doppelkupplungsgetriebe 8 wird über eine in Figur 1 nicht näher dargestellte E-Maschine 12 angetrieben, die ein Teil eines mindestens eine E-Maschine 12 aufweisenden Fahrzeugs ist. Bei diesem Fahrzeug kann es sich um ein elektrisches Fahrzeug (EV), ein Hybrid Electric Vehicle (HEV) oder auch um ein PHEV, um ein Plug-In Hybrid Electric Vehicle handeln, d.h. auch eine Verbrennungskraftmaschine aufweisen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 8 gemäß der Darstellung in Figur 1 umfasst eine Kupplung 14. Die Kupplung 14 ihrerseits weist einen ersten inneren
Kupplungsteil 16 sowie einen äußeren Kupplungsteil 18 auf. Der erste innere Kupplungsteil 16 befindet sich an einem innenliegenden kleineren Radius einer Kupplungsscheibe 20, während der zweite äußere Kupplungsteil 18 an der Kupplungsscheibe 20 außenliegend angeordnet ist. Der erste innere
Kupplungsteil 16 ist mit einer Zwischenwelle 22 verbunden. Der zweite äußere Kupplungsteil 18 der Kupplung 14 ist mit einer Hohlwelle 26 verbunden. Die Zwischenwelle 22 ist mit einer Übertragungsscheibe 24 verbunden. An der Zwischenwelle 22 ist ein erstes Ritzel 30 erster Gang einer ersten Gangstufe 28 drehfest aufgenommen, während an der Hohlwelle 26, die über das zweite äußere Kupplungsteil 18 antreibbar ist, ein zweites Ritzel 36 zweiter Gang einer zweiten Gangstufe 34 drehfest aufgenommen ist.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass eine erste Gangstufe 28 durch das erste Ritzel 30 erster Gang und das erste Zahnrad 32 erster Gang gegeben ist.
Eine zweite Gangstufe 34 ist durch das miteinander kämmende zweite Ritzel 36 zweiter Gang gegeben, das mit dem zweiten Zahnrad 38 zweiter Gang kämmt.
Je nachdem, welcher der Kupplungsteile 16, 18 geschlossen oder geöffnet steht, kann ein Abtrieb 40, der eine Abtriebswelle 42 bzw. ein Abtriebsrad 44 umfasst, bei aktiver erster Gangstufe 28 oder bei aktiver zweiter Gangstufe 34
angetrieben sein.
Stehen sowohl der erste innere Kupplungsteil 16 als auch der zweite äußere Kupplungsteil 18 geschlossen, so ist am Doppelkupplungsgetriebe 8 gemäß der Darstellung in Figur 1 eine Parksperrenfunktion implementiert. Das
Doppelkupplungsgetriebe 8 ist vollständig blockiert, so dass jegliche
Drehbewegung der Antriebswelle 10 wie der Abtriebswelle 42 unterbleibt. Die Funktionsweise des in Figur 1 schematisch dargestellten
Doppelkupplungsgetriebes 8 stellt sich wie folgt dar:
Ist der erste innere Kupplungsteil 16 geschlossen und steht der zweite äußere Kupplungsteil 18 offen, so wird die Übertragungsscheibe 24 über die
Kupplungsscheibe 20 der Kupplung 14 angetrieben. Da die Übertragungsscheibe 24 an der Zwischenwelle 22 aufgenommen ist, treibt die Antriebswelle 10 des Doppelkupplungsgetriebes 8 das an der Zwischenwelle 22 drehfest
aufgenommene erste Ritzel 30 erster Gang der ersten Gangstufe 28 an. In der ersten Gangstufe 28 liegt eine erste Übersetzung i_l vor, die gegeben ist durch Z_1R / Z_1ZR mit
Z_1ZR Zähnezahl erstes Zahnrad 32 erster Gang,
Z_1R Zähnezahl erstes Ritzel 30 erster Gang.
Steht hingegen der erste innere Kupplungsteil 16 offen und ist der zweite äußere Kupplungsteil 18 geschlossen, erfolgt über die Hohlwelle 26 der Antrieb des zweiten Ritzels 36 zweiter Gang der zweiten Gangstufe 34. Dieses kämmt mit dem zweiten Zahnrad 38 zweiter Gang. In der zweiten Gangstufe 34 liegt ein Übersetzungsverhältnis i_2 vor, welches gegeben ist durch die Beziehung:
i_2 = Z 2ZR / Z_2R mit
Z_2ZR Zähnezahl zweites Zahnrad 38 zweiter Gang und
Z_2R Zähnezahl zweites Ritzel 36 zweiter Gang.
Im Falle des Antriebes durch die zweite Gangstufe 34 erfolgt der Abtrieb 40 über das an der Abtriebswelle 42 aufgenommene zweite Zahnrad 38, während bei aktiver erster Gangstufe 28 die Abtriebswelle 42 des Abtriebs 40 durch das erste Zahnrad 32 der ersten Gangstufe 28 angetrieben ist, die in diesem Falle aktiv ist.
Durch gleichzeitiges Öffnen des ersten inneren Kupplungsteiles 16 und simultan erfolgendem Schließen des zweiten äußeren Kupplungsteiles 18 der Kupplung 14, können die Gangstufen in einer Überschneidungsschaltung gewechselt werden. Durch diese Überschneidungsschaltung kann eine Lastschaltung so gestaltet werden, dass diese Zugkraft unterbrechungsfrei erfolgt. Des Weiteren kann eine Überschneidungsschaltung auch in umgekehrter Richtung erfolgen, beispielsweise für einen Rückschaltvorgang von Gang 1 in Gang 2.
Sind beide Kupplungsteile 16 bzw. 18 gleichzeitig geschlossen, kann die Parksperrenfunktion umgesetzt werden, da das erfindungsgemäß
vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe 8 durch die beiden gleichzeitig eingelegten Gangstufen, d.h. die eingelegte erste Gangstufe 28 sowie die eingelegte zweite Gangstufe 34 verblockt und gehemmt ist. Das Fahrzeug kann in diesem Falle nicht rollen.
Eine Spreizung s des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Doppelkupplungsgetriebes 8 ist gegeben durch das Verhältnis der ersten Übersetzung i_2 zum zweiten Übersetzungsverhältnis i_2, d.h. s = i_l/i_2.
Das Verhältnis der beiden Übersetzungsverhältnisse ist gegeben durch die Beziehung ZJ.ZR Z_2R / Z_1R -2ZR, mit
Z_1ZR Zähnezahl erstes Zahnrad 32 erster Gang,
Z_2R Zähnezahl zweites Ritzel 36 zweiter Gang,
Z_1R Zähnezahl erstes Ritzel 30 erster Gang und
Z_2ZR Zähnezahl zweites Zahnrad 38 zweiter Gang.
Die Spreizung s kann durch entsprechende Zähnezahlkombination variiert werden.
Figur 2 zeigt das Doppelkupplungsgetriebe 8, wie in Zusammenhang mit Figur 1 detaillierter beschrieben, als Antrieb eines Differentials 50.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass das erfindungsgemäß vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe 8 durch die E-Maschine 12 angetrieben ist. Die E-Maschine 12 treibt die Antriebswelle 10 des
Doppelkupplungsgetriebes 8 an. Das Doppelkupplungsgetriebe 8 in der
Darstellung gemäß Figur 2 ist in einer achsparallelen Einbaulage 62 angeordnet. Der Abtrieb 40 des Doppelkupplungsgetriebes 8 umfasst die Abtriebswelle 42, auf der ein Abtriebsrad 44 angeordnet ist. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein Stirnrad handeln, welches mit einem weiteren Stirnrad 54 des Differentials 50 zusammenwirkt. Das Differential 50 ist in der Darstellung gemäß Figur 2 nur schematisch angedeutet und treibt abtriebsseitig einen ersten Achsteil 58 sowie einen zweiten Achsteil 60 einer angetriebenen Achse 56 an.
Bei der angetriebenen Achse 56 kann es sich sowohl um die Vorderachse als auch um die Hinterachse des Fahrzeugs handeln. Anstelle des in Figur 2 schematisch angedeuteten Differentials 50 kann dieses auch durch eine Torque- Vectoring- Einheit 64 ersetzt sein, welche abtriebsseitig ebenfalls den ersten Achsteil 58 und den zweiten Achsteil 60 der angetriebenen Achse 56 antreibt.
Wenngleich in der Darstellung gemäß Figur 2 in einer achsparallelen Einbaulage 62 gezeigt, kann das Doppelkupplungsgetriebe 8 alternativ auch in
achsensenkrechter Einbaulage eingesetzt werden. In diesem Falle wäre das Doppelkupplungsgetriebe 8 an der Antriebswelle 10 mit der E-Maschine 12 über ein Kegelradgetriebe zu koppeln. Es besteht auch die Möglichkeit, eine koaxiale Einbaulage vorzusehen, was eine besonders platzsparende Bauweise ermöglicht. In diesem Falle wäre die E-Maschine 12 als Hohlwellenmotor ausgeführt, der koaxial zum Doppelkupplungsgetriebe 8 angeordnet ist.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe 8 kann entweder als separater Antrieb für eine Vorderachse oder Hinterachse oder für beide Achsen des Fahrzeugs verbaut werden. Es besteht die Möglichkeit einer Kombination des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebes 8 mit einem elektrischen Einganggetriebe an der jeweils anderen Fahrzeugachse oder eine Kombination des Doppelkupplungsgetriebes 8 mit einem
Verbrennungsmotor mit Schaltgetriebe. Diese Kombinationen sind allesamt möglich, wobei das Einsatzgebiet des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebes 8 sowohl den Pkw-Bereich als auch den Lkw-Bereich umfasst.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Doppelkupplungsgetriebe (8), welches über eine E-Maschine (12) eines mindestens eine E-Maschine (12) aufweisenden Fahrzeugs angetrieben ist, und über einen Abtrieb (40) ein Differential (50) oder eine Torque- Vectoring- Einheit (64) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelkupplungsgetriebe (8) eine Kupplung (14) mit einem ersten inneren Kupplungsteil (16) einer ersten Gangstufe (28) und ein zweites äußeres Kupplungsteil (18) einer zweiten Gangstufe (34) aufweist.
2. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Gangstufe (28) ein erstes Ritzel (30) erster Gang und ein erstes Zahnrad (32) erster Gang umfasst.
3. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Gangstufe (28) ein erstes
Übersetzungsverhältnis i_l = Z_1R / Z_1ZR, mit
Z_1R Zähnezahl erstes Ritzel (30) erster Gang,
Z_1ZR Zähnezahl erstes Zahnrad (32) erster Gang, aufweist.
4. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Gangstufe (34) ein zweites Ritzel (36) zweiter Gang und ein zweites Zahnrad (38) zweiter Gang aufweist.
5. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Gangstufe (34) ein zweites
Übersetzungsverhältnis i_2 = Z_2ZR / Z_2R, mit Z_2ZR = Zähnezahl zweites Zahnrad (38) zweiter Gang,
Z_2R = Zähnezahl zweites Ritzel (36) zweiter Gang, aufweist.
6. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass bei gleichzeitigem Öffnen des ersten inneren Kupplungsteiles (16) und Schließen des zweiten äußeren
Kupplungsteiles (18) eine Überschneidungsschaltung des
Doppelkupplungsgetriebes (8) dargestellt ist.
7. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass bei geschlossenem ersten inneren Kupplungsteil (16) und geschlossenem zweiten äußeren Kupplungsteil (18) eine Parksperrenfunktion des Doppelkupplungsgetriebes (8) dargestellt ist.
8. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spreizung s des Doppelkupplungsgetriebes (8) gegeben ist durch: s = i_l / i_2 = (ZJ.ZR Z_2R) / (Z_1R Z_2ZR)
mit
Z_1ZR Zähnezahl erstes Zahnrad (32) erster Gang,
Z_2R Zähnezahl zweites Ritzel (36) zweiter Gang,
Z_1R Zähnezahl erstes Ritzel (30) erster Gang und
Z_2ZR Zähnezahl zweites Zahnrad (38) zweiter Gang
9. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste innere Kupplungsteil (16) beim
Schließen über eine im geschlossenen Zustand über eine
Übertragungsscheibe (24) eine Zwischenwelle (22) antreibt, an der das erste Ritzel (30) erster Gang die erste Gangstufe (28) aufgenommen ist.
10. Doppelkupplungsgetriebe (8) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite äußere Kupplungsteil (18) in geschlossenem Zustand über die Kupplungsscheibe (20) eine Hohlwelle (26) antreibt, an der das zweite Ritzel (36) zweiter Gang der zweiten Gangstufe (34) aufgenommen ist.
11. Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (8) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 10 zum Antrieb einer angetriebenen Achse (56) eines Elektrofahrzeuges (Electric Vehicle), eines HEV (Hybrid Electric Vehicle) und eines PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle).
12. Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (8) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 10 an einem Fahrzeug, an dem eine angetriebene Achse (56) mittels eines 1-Gang-Getriebes angetrieben ist.
13. Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (8) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 10 an einem Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (12) und einem Verbrennungsmotor mit Schaltgetriebe.
14. Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (8) gemäß einem der
Ansprüche 1 - 10 zum Antrieb einer angetriebenen Achse (56) in achsensenkrechter Einbaulage oder in achsparalleler Einbaulage (62) eines Elektrofahrzeugs (EV = Electric Vehicle), eines HEV (Hybrid Electric Vehicle) oder eines PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle).
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