WO2020249309A1 - Transmission for a hybrid drive arrangement, hybrid drive arrangement, vehicle, and method for operating the hybrid drive arrangement - Google Patents

Transmission for a hybrid drive arrangement, hybrid drive arrangement, vehicle, and method for operating the hybrid drive arrangement Download PDF

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WO2020249309A1
WO2020249309A1 PCT/EP2020/062390 EP2020062390W WO2020249309A1 WO 2020249309 A1 WO2020249309 A1 WO 2020249309A1 EP 2020062390 W EP2020062390 W EP 2020062390W WO 2020249309 A1 WO2020249309 A1 WO 2020249309A1
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gear
planetary gear
transmission
coupled
switching element
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Dominik Eszterle
Rolf Lucius Dempel
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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 transmission for a hybrid drive arrangement.
  • the invention also relates to a hybrid drive arrangement with a transmission
  • Dual clutch transmission which enables the operation of a hybrid vehicle
  • Coupled or “coupled” is used in the following in the sense of a fixed connection.
  • the term “couplable” in the context of the present description includes both fixed and switchable connections. If a switchable connection is specifically meant, the corresponding switching element, in particular a brake or a
  • Coupled is used and the term “couplable” is not used.
  • the use of the term “couplable” without specifying a specific switching element thus indicates the intended inclusion of both cases. This distinction is made solely for the sake of better understanding and, in particular, to clarify where the provision of a Switchable connection instead of a fixed connection or coupling that is generally easier to implement is absolutely necessary.
  • the above definition of the term “coupled” or “coupled” is therefore in no way to be interpreted so narrowly that couplings inserted arbitrarily for circumvention purposes lead out of its literal sense.
  • a transmission for a hybrid drive arrangement which can be coupled to two drive units, with an input shaft and an output shaft, at least one first shift element, and a second
  • Planetary gear in particular a Ravigneaux set, with a first
  • the first switching element is set up to brake or release the ring gear of the simple planetary gear
  • Switching element can be coupled to the sun gear of the simple
  • Planetary gear, and the second sun gear of the double planetary gear can be coupled to the planet carrier of the simple planetary gear by means of the third switching element,
  • a transmission for a hybrid drive arrangement is provided.
  • two drive units can be coupled to the transmission.
  • the transmission includes an input shaft and a
  • Output shaft at least a first, a second and a third switching element and a simple planetary gear and a double planetary gear, which is also known as the Ravigneaux set.
  • Planetary gear has two sun gears of different sizes, a common planet carrier and a ring gear.
  • the planet carrier comprises a first planetary gear set and a second planetary gear set.
  • the first planetary gear set orbits the first sun gear and meshes with the first sun gear and with the ring gear.
  • the second planetary gear set orbits the second sun gear and meshes with it.
  • the planet carrier fixes the distances between the planets of the first and second planetary gear sets and between the respective planetary sets.
  • the simple planetary gear has a sun gear, a planet carrier with a planetary gear set and a ring gear.
  • the planetary gear set orbits the sun gear and meshes with the sun gear and the ring gear.
  • the simple planetary gear is only referred to as a simple planetary gear to better distinguish it from the double planetary gear, it is a normal one
  • the input shaft is fixed to the planet carrier of the double
  • Planetary gear in particular with the first planetary gear set of the double planetary gear, coupled and thus non-rotatably connected.
  • a coupling is to be understood as a connection that is rigid, for example in one piece, for example by means of a shaft, or with a fixed translation or gear stage.
  • the ring gear of the simple planet carrier can also be opened or closed by closing or opening the first
  • Switching element are braked or released, in particular a connection of the ring gear or a support of the ring gear on a fixed point or on a housing of the transmission.
  • Braking the ring gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular until the ring gear comes to a standstill.
  • Releasing the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear.
  • the ring gear of the double planetary gear can by means of the second
  • Switching element can be connected or disconnected to the sun gear of the simple planetary gear. Furthermore, the second sun gear of the double planetary gear is coupled to the third switching element and by means of
  • Closing the third switching element can be coupled to the planet carrier of the simple planetary gear.
  • the output shaft is coupled to the planet carrier of the simple planetary gear.
  • the output shaft can be coupled to an output.
  • the output is in particular a shaft or an axle that controls the movement of the output shaft on the mechanical drive train of a vehicle, for example transmits to a differential or to a drive wheel.
  • a transmission is advantageously provided which, when the first and / or second and / or third shifting element is closed, the rotational speed and the torque applied to the input shaft in accordance with the
  • the transmission according to the invention is particularly suitable for a drive system that is operated with a voltage of 48V, as well as for drive systems that use a voltage higher than 48V.
  • the transmission comprises a fourth shift element which is set up to connect the sun gear of the simple planetary gear to the second sun gear of the double planetary gear so that it can be coupled.
  • a fourth shift element is provided for the transmission, which is a
  • the fourth switching element is also coupled and thus connected to the second and / or the third switching element in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear of the double planetary gear by means of closing the second and the fourth switching element ust also with the second sun gear of the double
  • Planetary gear can be coupled. It is also possible to double the ring gear by closing the second, third and fourth switching element
  • the transmission comprises a fifth shift element which is set up to connect the first sun gear of the double planetary gear to the ring gear of the simple planetary gear so that it can be coupled.
  • a fifth shift element is provided for the transmission, which is a
  • the transmission comprises a sixth shifting element which is set up to brake or release the ring gear of the double planetary gear.
  • a sixth shifting element is provided for the transmission, which enables the ring gear of the double planetary gear to be released or braked, in particular to connect the ring gear or to support the ring gear at a fixed point or on a housing of the transmission.
  • Braking the ring gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular until the ring gear comes to a standstill.
  • Releasing the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear.
  • Another gear ratio in which the output shaft rotates in the opposite direction than in the previous gear ratios, results when the first, fourth and sixth shifting element is closed and the second, third and fifth shifting element is open.
  • the second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth shift element comprises a clutch.
  • the second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth shifting element are designed as a clutch.
  • Such a clutch can in particular be a dry clutch, wet clutch or friction clutch. Possibilities for a controllable connection of the components of the planetary gears are advantageously provided.
  • the first and / or the sixth switching element comprises a brake.
  • the first and / or the sixth shift element are designed as a brake, in particular as a dry or wet brake.
  • a possibility for controllable release and braking of the ring gears of the double and / or the single planetary gear is advantageously provided.
  • a first drive unit in particular an internal combustion engine
  • a second drive unit in particular an electrical machine
  • Sun gear of the double planetary gear can be coupled to the input shaft and / or a second drive unit, in particular an electrical machine, is coupled to the sun gear of the simple planetary gear and / or can be coupled to the second by means of the fourth switching element Sun gear of the double planetary gear.
  • the first drive unit can be coupled to the input shaft on the input side.
  • the second drive unit is by means of the fourth switching element with the first sun gear of the double planetary gear can be coupled.
  • the second drive unit is also coupled to the sun gear of the simple planetary gear and is therefore firmly connected to it. Can be beneficial for one
  • the first drive unit or the internal combustion engine can be connected to the electric machine by closing the second and fourth switching element and opening the first, third, fifth and sixth switching element. Since both drive units are decoupled from the output shaft and no torque is transmitted to the output shaft, this charging can take place when the output shaft is at a standstill, for example when a vehicle is at a standstill (stationary charging). For example, when the output shaft is at a standstill, a direct transfer of the rotational energy of the first drive unit to the second drive unit or vice versa, for example to start an internal combustion engine, is made possible.
  • a first power-split operation of the transmission is made possible by closing the third and fifth shifting elements and opening the first, second, fourth and sixth shifting elements.
  • a second power-split operation of the transmission is made possible by closing the third and fifth shifting elements and opening the first, second, fourth and sixth shifting elements.
  • Power-split operation of the transmission is made possible by closing the fourth and fifth shifting elements and opening the first, second, third and sixth shifting elements.
  • a third power-split operation of the transmission is made possible by closing the fifth and sixth shifting elements and opening the first, second, third and fourth shifting elements.
  • the first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first sun gear of the single one
  • Planetary gear whose planet carrier is connected to the output shaft. Furthermore, the transmission ratio between the input shaft and the output shaft can be varied continuously over a wide range by specifying a speed or a torque of the second drive unit.
  • a power-split operation or also called eCVT mode, is advantageously made possible, in which both the propulsive power on the output shaft and the charging power for the generator operation of the electrical machine can be set independently of one another. Charging while stationary or crawling (> 0km / h to approx. 10km / h) is advantageous, and more gentle charging is more comfortable Transition from stationary charging mode to creeping charging mode and driving mode with fixed gear ratio or in fixed gear enabled.
  • the second and fifth shift elements When the second and fifth shift elements are open, the input shaft, and thus the first drive unit, is decoupled from the output shaft.
  • the first and third, fourth and sixth shifting elements are additionally closed, the second drive unit is connected to the output shaft via a first transmission, so that the output shaft can only be driven by means of the second drive unit.
  • the first and sixth shifting element When the first and sixth shifting element is open and the third and fourth shifting element is closed, the second drive unit is coupled to the output shaft via a second transmission. This is a second translation for a single drive by means of the second drive unit.
  • the first drive unit is configured, for example, as an electrical machine and the second drive unit is configured, for example, as an internal combustion engine.
  • the transmission can result in other functionalities and operating modes for the interaction of the components, which are not discussed further here.
  • a change in the gear ratios of the transmission takes place without interruption of traction, especially when one of the shifting elements maintains its state, a second one of the shifting elements from one, especially for changing from one operating mode of the transmission to another closed state is transferred to an open state and a third of the switching elements is transferred from an open to a closed state.
  • a transmission is advantageously provided in which the gear steps can be changed without interrupting the tractive force.
  • the transmission includes a control for controlling at least one of the shift elements in
  • a control is provided which depends on a predetermined operating signal, for example a requested torque, a predetermined speed, or a specific operating point
  • Output shaft of the transmission to be related to the input shaft or to the shafts to be connected to the drive units. Control of the transmission is advantageously made possible.
  • the invention also relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, the hybrid drive arrangement having a second drive unit and / or a pulse-controlled inverter, electrical energy source or a first
  • the hybrid drive assembly includes a second
  • the hybrid drive arrangement comprises a pulse-controlled inverter, an electrical energy source and / or a first
  • the second drive unit is coupled or connected in particular to the sun gear of the simple planetary gear.
  • the pulse-controlled inverter is in particular for supplying the second
  • Drive unit in particular an electrical machine, is provided. For this purpose, it converts in particular the electrical energy of an electrical energy source, for example a battery and / or a fuel cell.
  • the first drive unit is in particular coupled or connected to the input shaft.
  • a hybrid drive arrangement which is set up for use in a vehicle is advantageously provided.
  • the invention further comprises a vehicle with one described
  • Hybrid drive arrangement A vehicle is advantageously provided which comprises a hybrid drive arrangement.
  • the invention further comprises a method for operating a hybrid drive arrangement with a transmission. The procedure consists of the following steps:
  • a method for operating a hybrid drive arrangement with a transmission is provided. An operating default signal is determined.
  • At least one of the switching elements is closed or opened for setting the functionality of the transmission or a corresponding operating mode as a function of the operating specification signal.
  • the default operating signal is specified as a function of an operating strategy, a driver's request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available, for example, in a vehicle.
  • the switching elements for setting the corresponding functionality or the operating mode of the transmission are actuated as a function of this operating specification signal, in particular the clutches or brakes are closed or opened.
  • the functionality of the transmission or the operating mode are, in particular, the different gear ratios of the various gear steps, or the various modes or operating modes, for example a generator operation of the second drive unit when the output shaft is at a standstill or the eCVT mode.
  • a method for operating the hybrid drive arrangement is advantageously provided.
  • the invention also relates to a computer program which is set up to carry out the described method.
  • the invention also relates to a machine-readable storage medium on which the described computer program is stored.
  • Figure 1 a schematic representation of the
  • Hybrid drive train arrangement with a transmission
  • Figure 2 a switching matrix of the transmission.
  • FIG. 3 a graphic representation of the shiftability matrix of the gears that can be shifted without interruption of traction
  • Figure 4 a schematically shown vehicle with a
  • FIG. 5 a schematically illustrated method for operating a
  • the hybrid drive train arrangement 200 with a first drive unit 7, in particular an internal combustion engine, and a second drive unit 8, in particular an electric machine, and a transmission 100.
  • the hybrid drive train arrangement comprises a pulse inverter 60 for supplying the second drive unit 8 with electrical energy.
  • the hybrid drive train arrangement 200 further comprises in particular an electrical energy source 70 which is connected to the
  • the transmission 100 includes the
  • the gear 100 comprises a double planetary gear 5, in particular a Ravigneaux set, with a first and a second sun gear S1, S2, a common planet carrier P and a ring gear Hl.
  • the first and second Sun gear Sl, S2 of the double planetary gear 5 of different sizes.
  • the planet carrier 5 comprises a first planetary set PI and a second planetary set P2.
  • the first planetary set PI orbits the first sun gear Sl and meshes with the first sun gear Sl and with the Ring gear Hl.
  • the second planetary set P2 orbits the second sun gear S2 and meshes with it.
  • the transmission 100 also includes a simple planetary gear 6 with a sun gear S3, a planet carrier P3 and a ring gear H3.
  • the input shaft 10 is with the planet carrier P of the double
  • the transmission 100 further comprises a first shift element SEI and a second
  • the first shift element SEI in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular in that the brake connects the ring gear to a fixed point or supports it, for example, on the housing (not shown) of the gear 100.
  • the second shift element SEI in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular in that the brake connects the ring gear to a fixed point or supports it, for example, on the housing (not shown) of the gear 100.
  • Shift element SE2 in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the ring gear Hl of the double planetary gear 5 with the sun gear S3 of the simple planetary gear 6.
  • Shift element SE3 in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the second sun gear S2 of the double planetary gear 5 with the planet carrier P3 of the simple planetary gear 6. Furthermore, the transmission 100 can have a fourth shift element SE4 and a fifth
  • Switching element SE5 and a sixth switching element SE6 comprise.
  • the sixth shift element SE6, in particular a brake is set up to release or brake the ring gear Hl of the double planetary gear 5, in particular in that the brake connects the ring gear to a fixed point or supports it on the housing (not shown) of the gear 100, for example.
  • the fourth shift element SE4, in particular a clutch is set up to connect or disconnect the second sun gear of the double planetary gear 5 with the sun gear of the simple planetary gear.
  • the fifth shift element SE5, in particular a clutch is set up to connect or disconnect the second sun gear of the double planetary gear 5 with the sun gear of the simple planetary gear.
  • the output shaft 11 is coupled to the planet carrier P3 of the simple planetary gear 6.
  • the transmission is further designed to be coupled or connected to a first drive unit via the input shaft 10 for operation.
  • the shaft of the Drive unit 7 is connected to the input shaft 10.
  • the second drive unit 8 in particular an electrical machine, is coupled or connected to the sun gear S3 of the simple planetary gear 6 and the fourth shift element SE4 for the operation of the transmission 100 as shown in FIG.
  • the output shaft 11 is connected, for example, via an output, in particular a spur gear set 15, for example to a differential, via which the movements are transmitted to the wheels 310.
  • a control 50 is provided for controlling the shift elements, which executes the method for operating the hybrid drive arrangement with the transmission.
  • Switching elements SE1 ... SE6 are only indicated as an arrow for reasons of clarity and are not shown in full.
  • the communication between the switching elements SE1 ... SE6 and the device can take place by means of the control lines as well as by means of a BUS system or wirelessly.
  • Figure 2 shows a switching matrix of the transmission.
  • the individual switching elements SE1 ... SE6 are indicated and in the last column, for example, an approximate gear ratio resulting between one of the drive units and the output shaft.
  • the different gears, gears or operating modes of the transmission are indicated in the lines.
  • Crosses in the switching matrix show which of the switching elements must be activated so that the corresponding gear or operating mode is set.
  • Activation of the switching elements means in particular that a clutch is closed or a brake is actuated so that a force can be transmitted from one shaft to another shaft via the clutch or a force can be applied to a fixed point, in particular the transmission housing, by means of the brake. can be transferred.
  • the shift matrix shows that, depending on the combination of the six shift elements, up to nine gears G1 ... G7, G8, R can be set, the first gear Gl being the highest
  • Another mode CH or also called stationary charging, results when the second and fourth switching elements SE2, SE4 are closed and all other switching elements are open.
  • the drive units 7 and 8 are coupled to one another, there being no connection to the output shaft 11.
  • the Output shaft in particular of a vehicle, by means of the first
  • the second 8 can be driven, for example as a generator for charging an electrical energy source 70, in particular a battery.
  • an electrical energy source 70 in particular a battery.
  • Drive unit 8 also the first drive unit 7 are driven and, for example, an internal combustion engine start or a diagnosis of the
  • first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electrical machine.
  • FIG. 3 shows a graphic representation of the shiftability matrix of the shiftable gears.
  • the electromotive gears El, E2 and in the middle the eight combustion engine gears G1 ... G7, R and on the right side are shown.
  • the solid arrow symbolizes transitions between two gears without interruption of traction and the dashed arrow normal transitions. So it is always possible to shift into the next higher gear with the internal combustion engine gears Gl to R.
  • first gear Gl into third gear G3 and into eighth gear G8 as well as ninth gear R from second gear G2 into fourth gear G4 and into ninth gear R, from third gear G3 into seventh gear G7 and into eighth gear G8, from fourth gear G4 into sixth gear G6 and into eighth gear G8 and into ninth gear R, from fifth gear into eighth gear G8 and from sixth gear into ninth gear R. change.
  • the ninth gear R is a reverse gear.
  • the internal combustion engine can also be started in first gear Gl, second gear G2, third gear G3, fourth gear G4 and ninth gear R from the electromotive first gear El.
  • the internal combustion engine can be started in fifth gear G5 from the electromotive second gear E2.
  • the internal combustion engine can be started in second gear G2, third gear G3, fourth gear G4 and ninth gear R as a so-called comfort start.
  • FIG. 4 shows a vehicle 300 with wheels 310, the vehicle comprising a hybrid drive arrangement 200, as described above.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method 400 for operating a hybrid drive arrangement 200 with a transmission 100.
  • the method starts with step 405.
  • an operating default signal BV is determined and in step 420 at least one of the shifting elements SE1... SE6 is actuated for setting the functionality of the transmission 100 as a function of the operating default signal BV.
  • the method ends with step 425.
  • the default operating signal BV is either a parameter for a physical variable in the transmission 100 such as e.g. a torque or a speed or one to be transmitted
  • the operating setting signal BV can also have a specific operating mode such as one of the nine gears G1 ... G8, R or the two gears E1 ... E2, which are only operated with the second drive unit, or the special functions eCVT or stand-alone CH represent.
  • the switching elements SEI to SE6 are also included in the operating specification signal BV.
  • one of the shift elements SE1 ... SE6 maintains its state before and after the shift, with another shift element transitioning from the open to the closed state while another shifts off the closed to the open state.

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Abstract

The invention relates to a transmission (100) for a hybrid drive arrangement, which transmission can be coupled with two drive units (7, 8), comprising: an input shaft (10) and an output shaft (11); at least a first, a second and a third shifting element (SE1, SE2, SE3); a double planetary gear (5), in particular a Ravigneaux gearset, having a first and a second sun gear, a planet carrier, and a ring gear; and a simple planetary gear (6); wherein the input shaft (10) is coupled with the planet carrier (P) of the double planetary gear (5), wherein the first shifting element (SE1) is designed to brake or release the ring gear (H3) of the simple planetary gear (6), wherein the ring gear (H1) of the double planetary gear (5) can be coupled with the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6) by means of the second shifting element (SE2), and the second sun gear (S2) of the double planetary gear (5) can be coupled with the planet carrier (P3) of the simple planetary gear (6) by means of the third shifting element (SE3), and the output shaft (11) is coupled with the planet carrier (P3) of the simple planetary gear (6).

Description

Beschreibung description
Titel title
GETRIEBE FÜR EINE HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, FAHRZEUG, UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DER HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG TRANSMISSION FOR A HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, VEHICLE, AND METHOD OF OPERATING THE HYBRID DRIVE ARRANGEMENT
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung. Ferner betrifft die Erfindung eine Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe, ein The invention relates to a transmission for a hybrid drive arrangement. The invention also relates to a hybrid drive arrangement with a transmission
Fahrzeug mit einer Hybridantriebsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb der Hybridantriebsanordnung sowie ein Computerprogramm und ein Vehicle with a hybrid drive arrangement and a method for operating the hybrid drive arrangement and a computer program and a
maschinenlesbares Speichermedium. machine-readable storage medium.
Stand der Technik State of the art
Getriebe für Hybridantriebsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die W02010/009943 Al ein Transmissions for hybrid drive arrangements are known from the prior art. For example, WO2010 / 009943 shows A1
Doppelkupplungsgetriebe, welches den Betrieb eines Hybridfahrzeugs Dual clutch transmission, which enables the operation of a hybrid vehicle
verbrennungsmotorisch, elektromotorisch und mit beiden Antriebsaggregaten zusammen ermöglicht. Derartige Getriebe sind komplex, schwer und teuer. Es besteht Bedarf an Getriebetopologien mit reduzierter mechanischer Komplexität, verringertem Raumbedarf und verringertem Gewicht. Combustion engine, electric motor and with both drive units together. Such transmissions are complex, heavy and expensive. There is a need for transmission topologies with reduced mechanical complexity, reduced space requirements and reduced weight.
Der Begriff„gekoppelt" bzw.„angekoppelt“ wird im Folgenden im Sinne einer festen Verbindung benutzt. Im Gegensatz dazu umfasst der Begriff„koppelbar" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sowohl feste als auch schaltbare Verbindungen. Ist konkret eine schaltbare Verbindung gemeint, wird in der Regel das entsprechende Schaltelement, insbesondere eine Bremse oder eine The term “coupled” or “coupled” is used in the following in the sense of a fixed connection. In contrast, the term “couplable” in the context of the present description includes both fixed and switchable connections. If a switchable connection is specifically meant, the corresponding switching element, in particular a brake or a
Kupplung, explizit angegeben. Ist hingegen konkret eine feste, starre oder drehfeste Verbindung gemeint, wird in der Regel der Begriff„gekoppelt" bzw. Coupling, explicitly stated. If, on the other hand, a fixed, rigid or torsion-proof connection is specifically meant, the term "coupled" or
„angekoppelt“ verwendet und auf die Verwendung des Begriffs„koppelbar" verzichtet. Die Verwendung des Begriffs„koppelbar" ohne Angabe eines konkreten Schaltelementes deutet somit auf den beabsichtigten Einschluss beider Fälle hin. Diese Unterscheidung erfolgt allein zugunsten der besseren Verständlichkeit und insbesondere zur Verdeutlichung, wo das Vorsehen einer schaltbaren Verbindung anstelle einer in der Regel leichter realisierbaren festen Verbindung beziehungsweise Koppelung zwingend erforderlich ist. Die obige Definition des Begriffs„gekoppelt" bzw.„angekoppelt“ ist daher keinesfalls so eng auszulegen, dass willkürlich zu Umgehungszwecken eingefügte Kupplungen aus seinem Wortsinn herausführten. “Coupled” is used and the term “couplable” is not used. The use of the term “couplable” without specifying a specific switching element thus indicates the intended inclusion of both cases. This distinction is made solely for the sake of better understanding and, in particular, to clarify where the provision of a Switchable connection instead of a fixed connection or coupling that is generally easier to implement is absolutely necessary. The above definition of the term “coupled” or “coupled” is therefore in no way to be interpreted so narrowly that couplings inserted arbitrarily for circumvention purposes lead out of its literal sense.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es wird ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung bereitgestellt, welches mit zwei Antriebsaggregaten koppelbar ist, mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, mindestens einem ersten Schaltelement, einem zweiten A transmission for a hybrid drive arrangement is provided which can be coupled to two drive units, with an input shaft and an output shaft, at least one first shift element, and a second
Schaltelement und einem dritten Schaltelement und einem doppelten Switching element and a third switching element and a double
Planetengetriebe, insbesondere ein Ravigneaux-Satz, mit einem ersten Planetary gear, in particular a Ravigneaux set, with a first
Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad, einem Planetenträger und einem Hohlrad, und einem einfachen Planetengetriebe, Sun gear and a second sun gear, a planet carrier and a ring gear, and a simple planetary gear,
wobei die Eingangswelle mit dem Planetenträger des doppelten the input shaft with the planet carrier of the double
Planetengetriebes gekoppelt ist, Planetary gear is coupled,
wobei das erste Schaltelement, dazu eingerichtet ist, das Hohlrad des einfachen Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben, wherein the first switching element is set up to brake or release the ring gear of the simple planetary gear,
wobei das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes mittels des zweiten wherein the ring gear of the double planetary gear by means of the second
Schaltelements koppelbar ist mit dem Sonnenrad des einfachen Switching element can be coupled to the sun gear of the simple
Planetengetriebes, und das zweite Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes mittels des dritten Schaltelements koppelbar ist mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes, Planetary gear, and the second sun gear of the double planetary gear can be coupled to the planet carrier of the simple planetary gear by means of the third switching element,
und die Ausgangswelle mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes gekoppelt ist. and the output shaft is coupled to the planet carrier of the simple planetary gear.
Es wird ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung bereitgestellt. Für den Betrieb der Hybridantriebsanordnung sind zwei Antriebsaggregate an das Getriebe koppelbar. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle und eine A transmission for a hybrid drive arrangement is provided. To operate the hybrid drive arrangement, two drive units can be coupled to the transmission. The transmission includes an input shaft and a
Ausgangswelle, mindestens ein erstes, ein zweites und ein drittes Schaltelement und ein einfaches Planetengetriebe sowie ein doppeltes Planetengetriebe, welches auch als Ravigneaux-Satz bekannt ist. Dieses doppelte Output shaft, at least a first, a second and a third switching element and a simple planetary gear and a double planetary gear, which is also known as the Ravigneaux set. This double
Planetengetriebe weist zwei unterschiedlich große Sonnenräder auf, einen gemeinsamen Planetenträger und ein Hohlrad. Der Planetenträger umfasst einen ersten Planetensatz und einen zweiten Planetensatz. Insbesondere umkreist der erste Planetensatz das erste Sonnenrad und kämmt mit dem ersten Sonnenrad und mit dem Hohlrad. Insbesondere umkreist der zweite Planetensatz das zweite Sonnenrad und kämmt mit diesem. Insbesondere fixiert der Planetenträger die Abstände der Planeten des ersten und des zweiten Planetensatzes zueinander sowie jeweils der Planetensätze untereinander. Das einfache Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit einem Planetensatz und ein Hohlrad auf. Der Planetensatz umkreist das Sonnenrad und kämmt mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Das einfache Planetengetriebe wird nur zur besseren Unterscheidbarkeit mit dem doppelten Planetengetriebe als einfaches Planetengetriebe bezeichnet, dabei handelt es sich um ein normales Planetary gear has two sun gears of different sizes, a common planet carrier and a ring gear. The planet carrier comprises a first planetary gear set and a second planetary gear set. In particular, the first planetary gear set orbits the first sun gear and meshes with the first sun gear and with the ring gear. In particular, the second planetary gear set orbits the second sun gear and meshes with it. In particular, the planet carrier fixes the distances between the planets of the first and second planetary gear sets and between the respective planetary sets. The simple planetary gear has a sun gear, a planet carrier with a planetary gear set and a ring gear. The planetary gear set orbits the sun gear and meshes with the sun gear and the ring gear. The simple planetary gear is only referred to as a simple planetary gear to better distinguish it from the double planetary gear, it is a normal one
Planetengetriebe. Planetary gear.
Die Eingangswelle ist fest mit dem Planetenträger des doppelten The input shaft is fixed to the planet carrier of the double
Planetengetriebes, insbesondere mit dem ersten Planetensatz des doppelten Planetengetriebes, gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Im Rahmen der Beschreibung ist eine Koppelung als eine Verbindung zu verstehen, welche starr, beispielsweise einstückig, beispielsweise mittels einer Welle, oder mit einer festen Übersetzung oder Getriebestufe ausgeführt ist. Weiter kann das Hohlrad des einfachen Planetenträgers mittels Schließen oder Öffnen des ersten Planetary gear, in particular with the first planetary gear set of the double planetary gear, coupled and thus non-rotatably connected. In the context of the description, a coupling is to be understood as a connection that is rigid, for example in one piece, for example by means of a shaft, or with a fixed translation or gear stage. The ring gear of the simple planet carrier can also be opened or closed by closing or opening the first
Schaltelements abgebremst oder freigegen werden, insbesondere ein Verbinden des Hohlrades oder ein Abstützen des Hohlrades an einem Fixpunkt oder an einem Gehäuse des Getriebes. Das Abbremsen des Hohlrades umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Hohlrades, insbesondere bis zum Stillstand des Hohlrades. Das Freigeben des Hohlrades umfasst das Lösen der Bremse, so dass das Hohlrad entsprechend der auf das Hohlrad wirkenden Kräfte beschleunigt. Switching element are braked or released, in particular a connection of the ring gear or a support of the ring gear on a fixed point or on a housing of the transmission. Braking the ring gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular until the ring gear comes to a standstill. Releasing the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear.
Das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes kann mittels des zweiten The ring gear of the double planetary gear can by means of the second
Schaltelementes mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes verbunden oder getrennt werden. Weiter ist das zweite Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes mit dem dritten Schaltelement gekoppelt und mittels Switching element can be connected or disconnected to the sun gear of the simple planetary gear. Furthermore, the second sun gear of the double planetary gear is coupled to the third switching element and by means of
Schließens des dritten Schaltelementes mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes koppelbar. Closing the third switching element can be coupled to the planet carrier of the simple planetary gear.
Die Ausgangswelle ist mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes gekoppelt. Insbesondere ist die Ausgangswelle mit einem Abtrieb koppelbar. Der Abtrieb ist insbesondere eine Welle oder eine Achse, die die Bewegung der Ausgangswelle auf den mechanischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise auf ein Differenzial oder auf ein Antriebsrad überträgt. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, welches die Drehzahl und das Drehmoment, welches an der Eingangswelle anliegt, bei geschlossenem ersten und/oder zweiten und/oder dritten Schaltelement entsprechend der The output shaft is coupled to the planet carrier of the simple planetary gear. In particular, the output shaft can be coupled to an output. The output is in particular a shaft or an axle that controls the movement of the output shaft on the mechanical drive train of a vehicle, for example transmits to a differential or to a drive wheel. A transmission is advantageously provided which, when the first and / or second and / or third shifting element is closed, the rotational speed and the torque applied to the input shaft in accordance with the
Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe auf die Ausgangswelle überträgt. Bei gleichzeitig geschlossen ersten, zweiten und dritten Schaltelement ergibt sich eine erste Übersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle.Transmits gear ratios in the transmission to the output shaft. When the first, second and third shifting elements are closed at the same time, there is a first gear ratio between the input shaft and the output shaft.
Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere besonders geeignet für ein Antriebssystem, das mit einer Spannung von 48V betrieben wird, als auch für Antriebssysteme, die eine höhere Spannung als 48V nutzen. The transmission according to the invention is particularly suitable for a drive system that is operated with a voltage of 48V, as well as for drive systems that use a voltage higher than 48V.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein viertes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes mit dem zweiten Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes koppelbar zu verbinden. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a fourth shift element which is set up to connect the sun gear of the simple planetary gear to the second sun gear of the double planetary gear so that it can be coupled.
Für das Getriebe ist ein viertes Schaltelement vorgesehen, welches ein A fourth shift element is provided for the transmission, which is a
Verbinden oder ein Trennen des Sonnenrades des einfachen Planetengetriebes und des zweiten Sonnenrades des doppelten Planetengetriebes ermöglicht. Insbesondere ist das vierte Schaltelement auch gekoppelt und somit drehfest mit dem zweiten und/oder dem dritten Schaltelement verbunden. Somit ust das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes mittels Schließen des zweiten und des vierten Schaltelements auch mit dem zweiten Sonnenrad des doppelten Connect or disconnect the sun gear of the simple planetary gear and the second sun gear of the double planetary gear. In particular, the fourth switching element is also coupled and thus connected to the second and / or the third switching element in a rotationally fixed manner. Thus, the ring gear of the double planetary gear by means of closing the second and the fourth switching element ust also with the second sun gear of the double
Planetengetriebes koppelbar. Weiter ist es möglich mittels Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelements das Hohlrad des doppelten Planetary gear can be coupled. It is also possible to double the ring gear by closing the second, third and fourth switching element
Planetengetriebes mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes zu koppeln. Durch das Schließen des dritten und des vierten Schaltelements ergibt sich eine schaltbare Verbindung zwischen dem Sonnenrad und dem To couple planetary gear with the planet carrier of the simple planetary gear. Closing the third and fourth switching elements results in a switchable connection between the sun gear and the
Planetenträger des einfachen Planetengetriebes. Vorteilhaft lassen sich mit der bisher beschriebenen Topologie des Getriebes mit den ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Planet carrier of the simple planetary gear. The topology of the transmission with the first, second, third and fourth shifting elements, in addition to the ones already mentioned, can advantageously be used with the previously described topology of the transmission
Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich beispielsweise bei geschlossenem ersten, zweitem und vierten Schaltelement und geöffneten dritten Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine zweite Übersetzung im Getriebe. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein fünftes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das erste Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes mit dem Hohlrad des einfachen Planetengetriebes koppelbar zu verbinden. Set operating modes. For example, when the first, second and fourth shifting element is closed and the third shifting element is open, there is a further transmission ratio between the input shaft and output shaft, a second transmission ratio in the transmission. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a fifth shift element which is set up to connect the first sun gear of the double planetary gear to the ring gear of the simple planetary gear so that it can be coupled.
Für das Getriebe ist ein fünftes Schaltelement vorgesehen, welches ein A fifth shift element is provided for the transmission, which is a
Verbinden oder ein Trennen des Hohlrades des einfachen Planetengetriebes und des ersten Sonnenrades des doppelten Planetengetriebes ermöglicht. Vorteilhaft lassen sich mit der bisher beschriebenen Topologie des Getriebes mit den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich beispielsweise bei geschlossenem ersten, zweiten und fünften Schaltelement und geöffnetem dritten und vierten Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine dritte Übersetzung im Getriebe. Eine vierte Übersetzung im Getriebe ergibt sich bei geschlossenem ersten, vierten und fünften Schaltelement und geöffnetem zweiten und dritten Schaltelement.Connect or disconnect the ring gear of the simple planetary gear and the first sun gear of the double planetary gear. With the previously described topology of the transmission with the first, second, third, fourth and fifth shift elements, in addition to the already mentioned, further operating modes can advantageously be set. For example, when the first, second and fifth shifting element is closed and the third and fourth shifting element is open, there is a further transmission ratio between the input shaft and output shaft, a third transmission ratio in the transmission. A fourth gear ratio in the transmission results when the first, fourth and fifth shifting element is closed and the second and third shifting element is open.
Bei geöffnetem ersten und zweiten Schaltelement und geschlossenem dritten, vierten und fünften Schaltelement ergibt sich ein fünftes Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle. When the first and second shifting element is open and the third, fourth and fifth shifting element is closed, there is a fifth gear ratio between the input shaft and the output shaft.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein sechstes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, dass Hohlrad des doppelten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a sixth shifting element which is set up to brake or release the ring gear of the double planetary gear.
Für das Getriebe ist ein sechstes Schaltelement vorgesehen, welches ein Freigeben oder Bremsen des Hohlrades des doppelten Planetengetriebes ermöglicht, insbesondere ein Verbinden des Hohlrades oder ein Abstützen des Hohlrades an einem Fixpunkt oder an einem Gehäuse des Getriebes. Das Abbremsen des Hohlrades umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Hohlrades, insbesondere bis zum Stillstand des Hohlrades. Das Freigeben des Hohlrades umfasst das Lösen der Bremse, so dass das Hohlrad entsprechend der auf das Hohlrad wirkenden Kräfte beschleunigt. Vorteilhaft lassen sich mit der bisher beschriebenen Topologie des Getriebes mit den ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich beispielsweise bei geöffnetem ersten, zweiten und dritten Schaltelement sowie geschlossenem vierten, fünften und sechsten Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine sechste Übersetzung. Weiter ergibt sich bei geschlossenem zweiten, fünften und sechsten Schaltelement sowie geöffnetem ersten, dritten und vierten Schaltelement eine siebte Übersetzung im Getriebe. Eine optional achte Übersetzung zwischen Eingangswelle und A sixth shifting element is provided for the transmission, which enables the ring gear of the double planetary gear to be released or braked, in particular to connect the ring gear or to support the ring gear at a fixed point or on a housing of the transmission. Braking the ring gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular until the ring gear comes to a standstill. Releasing the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear. With the topology of the transmission with the first, second, third, fourth, fifth and sixth shifting elements, in addition to the already mentioned, further operating modes can advantageously be set. For example, when the first, second and third shifting element is open and the fourth, fifth, and sixth shifting element is closed, a further transmission ratio between Input shaft and output shaft, a sixth translation. Furthermore, when the second, fifth and sixth shifting element is closed and the first, third and fourth shifting element is open, a seventh gear ratio is obtained in the transmission. An optional eighth gear ratio between input shaft and
Ausgangswelle ergibt sich bei geschlossenem ersten, dritten und fünften Output wave results when the first, third and fifth are closed
Schaltelement sowie geöffnetem zweiten, vierten und sechsten Schaltelement.Switching element and opened second, fourth and sixth switching element.
Ein weiteres Übersetzungsverhältnis, bei dem die Ausgangswelle in die entgegengesetzte Richtung als bei den bisherigen Übersetzungen sich dreht, ergibt sich bei geschlossenem ersten, vierten und sechsten Schaltelement und geöffnetem zweiten, dritten und fünften Schaltelement. Another gear ratio, in which the output shaft rotates in the opposite direction than in the previous gear ratios, results when the first, fourth and sixth shifting element is closed and the second, third and fifth shifting element is open.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das zweite und/oder das dritte und/oder das vierte und/oder das fünfte Schaltelement eine Kupplung. Zur Verbindung der genannten Komponenten der Planetengetriebe sind das zweite und/oder das dritte und/oder das vierte und/oder das fünfte Schaltelement als Kupplung ausgeführt. Bei einer derartigen Kupplung kann es sich insbesondere um eine Trockenkupplung, Nasskupplung oder Reibkupplung handeln. Vorteilhaft werden Möglichkeiten für eine steuerbare Verbindung der Komponenten der Planetengetriebe bereitgestellt. In a further embodiment of the invention, the second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth shift element comprises a clutch. To connect the named components of the planetary gears, the second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth shifting element are designed as a clutch. Such a clutch can in particular be a dry clutch, wet clutch or friction clutch. Possibilities for a controllable connection of the components of the planetary gears are advantageously provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste und/oder das sechste Schaltelement eine Bremse. In another embodiment of the invention, the first and / or the sixth switching element comprises a brake.
Das erste und/oder das sechste Schaltelement sind als Bremse, insbesondere als eine Trocken- oder Nassbremse, ausgeführt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur steuerbaren Freigabe und Abbremsung der Hohlräder des doppelten und/oder des einfachen Planetengetriebes bereitgestellt. The first and / or the sixth shift element are designed as a brake, in particular as a dry or wet brake. A possibility for controllable release and braking of the ring gears of the double and / or the single planetary gear is advantageously provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle koppelbar und/ oder ein zweites Antriebsaggregat, insbesondere eine elektrische Maschine, ist mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes gekoppelt und/oder mittels des vierten Schaltelements koppelbar mit dem zweiten Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes. In another embodiment of the invention, a first drive unit, in particular an internal combustion engine, can be coupled to the input shaft and / or a second drive unit, in particular an electrical machine, is coupled to the sun gear of the simple planetary gear and / or can be coupled to the second by means of the fourth switching element Sun gear of the double planetary gear.
An der Eingangswelle ist eingangsseitig das erste Antriebsaggregat ankoppelbar. Das zweite Antriebsaggregat ist mittels des vierten Schaltelements mit dem ersten Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes koppelbar. Weiter ist das zweite Antriebsaggregat mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes gekoppelt und somit fest damit verbunden. Vorteilhaft kann für einen The first drive unit can be coupled to the input shaft on the input side. The second drive unit is by means of the fourth switching element with the first sun gear of the double planetary gear can be coupled. The second drive unit is also coupled to the sun gear of the simple planetary gear and is therefore firmly connected to it. Can be beneficial for one
generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates, beispielsweise einer elektrischen Maschine, beispielsweise zum Laden einer Batterie, das erste Antriebsaggregat oder der Verbrennungsmotor mittels Schließen des zweiten und vierten Schaltelements und Öffnen des ersten, dritten, fünften und sechsten Schaltelements mit der elektrischen Maschine verbunden werden. Da dabei beide Antriebsaggregate von der Ausgangswelle abgekoppelt sind und somit kein Drehmoment auf die Ausgangswelle übertragen wird, kann dieses Laden bei beispielsweise stillstehender Ausgangswelle, also beispielsweise während des Stillstands eines Fahrzeugs, erfolgen (Standladen). Bei beispielsweise stillstehender Ausgangswelle wird eine direkte Übertragung der rotatorischen Energie des ersten Antriebsaggregates zum zweiten Antriebsaggregat oder umgekehrt, beispielsweise zum Starten eines Verbrennungsmotors, ermöglicht. generator operation of the second drive unit, for example an electric machine, for example for charging a battery, the first drive unit or the internal combustion engine can be connected to the electric machine by closing the second and fourth switching element and opening the first, third, fifth and sixth switching element. Since both drive units are decoupled from the output shaft and no torque is transmitted to the output shaft, this charging can take place when the output shaft is at a standstill, for example when a vehicle is at a standstill (stationary charging). For example, when the output shaft is at a standstill, a direct transfer of the rotational energy of the first drive unit to the second drive unit or vice versa, for example to start an internal combustion engine, is made possible.
Ein erster leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT-Modus) wird durch Schließen des dritten und des fünften Schaltelements und Öffnen des ersten, zweiten, vierten und sechsten Schaltelements ermöglicht. Ein zweiter A first power-split operation of the transmission (eCVT mode) is made possible by closing the third and fifth shifting elements and opening the first, second, fourth and sixth shifting elements. A second
leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT-Modus) wird durch Schließen des vierten und des fünften Schaltelements und Öffnen des ersten, zweiten, dritten und sechsten Schaltelements ermöglicht. Ein dritter leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT-Modus) wird durch Schließen des fünften und des sechsten Schaltelements und Öffnen des ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelements ermöglicht. Dabei wirken in jedem eCVT-Modus das erste Antriebsaggregat auf den Planetenträger des doppelten Planetengetriebes und die elektrische Maschine auf das erste Sonnenrad des einfachen Power-split operation of the transmission (eCVT mode) is made possible by closing the fourth and fifth shifting elements and opening the first, second, third and sixth shifting elements. A third power-split operation of the transmission (eCVT mode) is made possible by closing the fifth and sixth shifting elements and opening the first, second, third and fourth shifting elements. In each eCVT mode, the first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first sun gear of the single one
Planetengetriebes, dessen Planetenträger mit der Ausgangswelle verbunden ist. Weiter lässt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle über einen weiten Bereich mittels Vorgabe einer Drehzahl oder eines Drehmomentes des zweiten Antriebaggregates kontinuierlich variieren. Vorteilhaft wird ein leistungsverzweigter Betrieb, oder auch eCVT-Modus genannt, ermöglicht, bei dem sowohl die Vortriebsleistung an der Ausgangswelle, als auch die Ladeleistung für den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine unabhängig voneinander einstellbar sind. Vorteilhaft wird ein Laden im Stand oder im Kriechen (>0km/h bis ca. 10km/h) und ein sanfter komfortabler Übergang vom Modus Standladen in den Modus Kriechladen und den Modus Fahren mit fester Übersetzung, bzw. im festem Gang ermöglicht. Planetary gear whose planet carrier is connected to the output shaft. Furthermore, the transmission ratio between the input shaft and the output shaft can be varied continuously over a wide range by specifying a speed or a torque of the second drive unit. A power-split operation, or also called eCVT mode, is advantageously made possible, in which both the propulsive power on the output shaft and the charging power for the generator operation of the electrical machine can be set independently of one another. Charging while stationary or crawling (> 0km / h to approx. 10km / h) is advantageous, and more gentle charging is more comfortable Transition from stationary charging mode to creeping charging mode and driving mode with fixed gear ratio or in fixed gear enabled.
Bei geöffneten zweitem und fünften Schaltelement ist die Eingangswelle, und somit das erste Antriebsaggregat, von der Ausgangswelle abgekoppelt. Bei zusätzlich geschlossenem ersten und geöffnetem dritten, vierten und sechsten Schaltelement ist das zweite Antriebsaggregat über eine erste Übersetzung mit der Ausgangswelle verbunden, so dass ein Antreiben der Ausgangswelle nur mittels des zweiten Antriebsaggregates erfolgen kann. Bei geöffnetem ersten und sechsten und geschlossenem dritten und vierten Schaltelement ist das zweite Antriebsaggregat über eine zweite Übersetzung mit der Ausgangswelle gekoppelt. Dies ist eine zweite Übersetzung für einen alleinigen Antrieb mittels dem zweiten Antriebsaggregat. When the second and fifth shift elements are open, the input shaft, and thus the first drive unit, is decoupled from the output shaft. When the first and third, fourth and sixth shifting elements are additionally closed, the second drive unit is connected to the output shaft via a first transmission, so that the output shaft can only be driven by means of the second drive unit. When the first and sixth shifting element is open and the third and fourth shifting element is closed, the second drive unit is coupled to the output shaft via a second transmission. This is a second translation for a single drive by means of the second drive unit.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass das erste Antriebsaggregat beispielsweise als elektrische Maschine ausgestaltet ist und das zweite Antriebsaggregat beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet ist. In einer solchen Konfiguration können sich mittels des Getriebes andere Funktionalitäten und Betriebsmodi für das Zusammenwirken der Komponenten ergeben, die hier nicht weiter ausgeführt werden. There is also the possibility that the first drive unit is configured, for example, as an electrical machine and the second drive unit is configured, for example, as an internal combustion engine. In such a configuration, the transmission can result in other functionalities and operating modes for the interaction of the components, which are not discussed further here.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ändern der In another embodiment of the invention, the change takes place
Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zugkraftunterbrechungsfrei. Transmission ratios of the transmission without interruption of traction.
Ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes, insbesondere ein Schalten in einen anderen Gang oder in einen anderen Betriebsmodus des Getriebes erfolgt zugkraftunterbrechungsfrei, wenn insbesondere für den Wechsel aus einem Betriebsmodus des Getriebes in einen anderen eines der Schaltelement seinen Zustand beibehält, ein zweites der Schaltelemente aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführt wird und ein drittes der Schaltelemente aus einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, bei dem das Wechseln der Gangstufen ohne eine Unterbrechung der Zugkraft ermöglicht wird. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe eine Ansteuerung zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente in A change in the gear ratios of the transmission, in particular a shift into another gear or into another operating mode of the transmission, takes place without interruption of traction, especially when one of the shifting elements maintains its state, a second one of the shifting elements from one, especially for changing from one operating mode of the transmission to another closed state is transferred to an open state and a third of the switching elements is transferred from an open to a closed state. A transmission is advantageously provided in which the gear steps can be changed without interrupting the tractive force. In another embodiment of the invention, the transmission includes a control for controlling at least one of the shift elements in
Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals. Dependency on a given operating signal.
Es ist eine Ansteuerung vorgesehen welche in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals, beispielsweise ein angefordertes Drehmoment, eine vorgegebene Drehzahl, oder ein bestimmter Betriebspunkt der A control is provided which depends on a predetermined operating signal, for example a requested torque, a predetermined speed, or a specific operating point
Antriebsaggregate, mindestens eines der Schaltelemente ansteuert. Die genannten Parameter des Betriebsvorgabesignals können auf die Drive units, at least one of the switching elements controls. The parameters mentioned of the operating default signal can be applied to the
Ausgangswelle des Getriebes, auf die Eingangswelle oder auf die mit den Antriebsaggregaten zu verbindenden Wellen bezogen sein. Vorteilhaft wird eine Steuerung des Getriebes ermöglicht. Output shaft of the transmission, to be related to the input shaft or to the shafts to be connected to the drive units. Control of the transmission is advantageously made possible.
Ferner betrifft die Erfindung eine Hybrid-Antriebsanordnung mit einem Getriebe, wobei die Hybridantriebsanordnung ein zweites Antriebsaggregat und/ oder einen Pulswechselrichter, elektrische Energiequelle oder ein erstes The invention also relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, the hybrid drive arrangement having a second drive unit and / or a pulse-controlled inverter, electrical energy source or a first
Antriebsaggregat umfasst. Drive unit includes.
Es wird eine Hybridantriebsanordnung mit einem bisher beschriebenen Getriebe bereitgestellt. Die Hybridantriebsanordnung umfasst ein zweites A hybrid drive arrangement with a transmission described so far is provided. The hybrid drive assembly includes a second
Antriebsaggregat. Insbesondere umfasst die Hybridantriebsanordnung einen Pulswechselrichter, eine elektrische Energiequelle und oder ein erstes Drive unit. In particular, the hybrid drive arrangement comprises a pulse-controlled inverter, an electrical energy source and / or a first
Antriebsaggregat. Das zweite Antriebsaggregat ist insbesondere mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes gekoppelt oder verbunden. Der Pulswechselrichter ist insbesondere zur Versorgung des zweiten Drive unit. The second drive unit is coupled or connected in particular to the sun gear of the simple planetary gear. The pulse-controlled inverter is in particular for supplying the second
Antriebsaggregates, insbesondere einer elektrischen Maschine, vorgesehen. Hierzu wandelt er insbesondere die elektrische Energie einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie und/ oder einer Brennstoffzelle um. Das erste Antriebsaggregat ist insbesondere mit der Eingangswelle gekoppelt oder verbunden. Vorteilhaft wird eine Hybridantriebsanordnung, welche für den Einsatz in einem Fahrzeug eingerichtet ist, bereitgestellt. Drive unit, in particular an electrical machine, is provided. For this purpose, it converts in particular the electrical energy of an electrical energy source, for example a battery and / or a fuel cell. The first drive unit is in particular coupled or connected to the input shaft. A hybrid drive arrangement which is set up for use in a vehicle is advantageously provided.
Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug mit einer beschriebenen The invention further comprises a vehicle with one described
Hybridantriebsanordnung. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Hybridantriebsanordnung umfasst. Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Hybrid drive arrangement. A vehicle is advantageously provided which comprises a hybrid drive arrangement. The invention further comprises a method for operating a hybrid drive arrangement with a transmission. The procedure consists of the following steps:
Ermitteln eines Betriebsvorgabesignals; Determining an operating default signal;
Ansteuern mindestens eines der Schaltelemente zur Einstellung der Control at least one of the switching elements for setting the
Funktionalität des Getriebes in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV). Functionality of the gear unit depending on the operating specification signal (BV).
Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe bereitgestellt. Dabei wird ein Betriebsvorgabesignal ermittelt. A method for operating a hybrid drive arrangement with a transmission is provided. An operating default signal is determined.
Mindestens eines der Schaltelemente wird zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes oder eines entsprechenden Betriebsmodus in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals geschlossen oder geöffnet. Das Betriebsvorgabesignal wird in Abhängigkeit einer Betriebsstrategie, eines Fahrerwunsches oder Fahrpedals, eines Batteriemanagementsystems oder anderer beispielsweise in einem Fahrzeug verfügbaren Systemen vorgegeben. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals werden die Schaltelemente zur Einstellung der entsprechenden Funktionalität oder des Betriebsmodus des Getriebes angesteuert, insbesondere die Kupplungen oder Bremsen geschlossen oder geöffnet. Die Funktionalität des Getriebes oder der Betriebsmodus sind insbesondere die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangstufen, oder die verschiedenen Modi oder Betriebsmodi, beispielsweise ein generatorischer Betrieb des zweiten Antriebsaggregates bei stillstehender Ausgangswelle oder der eCVT-Modus. Vorteilhaft wird ein Verfahren für den Betrieb der Hybridantriebsanordnung bereitgestellt. At least one of the switching elements is closed or opened for setting the functionality of the transmission or a corresponding operating mode as a function of the operating specification signal. The default operating signal is specified as a function of an operating strategy, a driver's request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available, for example, in a vehicle. The switching elements for setting the corresponding functionality or the operating mode of the transmission are actuated as a function of this operating specification signal, in particular the clutches or brakes are closed or opened. The functionality of the transmission or the operating mode are, in particular, the different gear ratios of the various gear steps, or the various modes or operating modes, for example a generator operation of the second drive unit when the output shaft is at a standstill or the eCVT mode. A method for operating the hybrid drive arrangement is advantageously provided.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen. The invention also relates to a computer program which is set up to carry out the described method.
Ferner betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. The invention also relates to a machine-readable storage medium on which the described computer program is stored.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des Getriebes entsprechend auf die Hybridantriebsanordnung, das Fahrzeug bzw. das It goes without saying that the features, properties and advantages of the transmission are correspondingly adapted to the hybrid drive arrangement, the vehicle or the
Verfahren und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind. Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Procedures and vice versa apply or are applicable. Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from FIG
nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen following description with reference to the accompanying drawings. Brief description of the drawings
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen: The invention is to be explained in more detail below with the aid of a few figures, which show:
Figur 1: eine schematische Darstellung der Figure 1: a schematic representation of the
Hybridantriebsstranganordnung mit einem Getriebe. Hybrid drive train arrangement with a transmission.
Figur 2: eine Schaltmatrix des Getriebes. Figure 2: a switching matrix of the transmission.
Figur 3: eine graphische Darstellung der Schaltbarkeitsmatrix der zugkraftunterbrechungsfrei schaltbaren Gänge FIG. 3: a graphic representation of the shiftability matrix of the gears that can be shifted without interruption of traction
Figur 4: ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einer Figure 4: a schematically shown vehicle with a
Hybridantriebstranganordnung. Hybrid powertrain arrangement.
Figur 5: ein schematisch dargestelltes Verfahren zum Betrieb einerFIG. 5: a schematically illustrated method for operating a
Hybridantriebstranganordnung. Hybrid powertrain arrangement.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Figur 1 zeigt eine Hybridantriebstranganordnung 200 mit einem ersten Antriebsaggregat 7, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und einem zweiten Antriebsaggregat 8, insbesondere einer elektrischen Maschine, und einem Getriebe 100. Insbesondere umfasst die Hybridantriebstranganordnung einen Pulswechselrichter 60 zur Versorgung des zweiten Antriebsaggregates 8 mit elektrischer Energie. Weiter umfasst die Hybridantriebstranganordnung 200 insbesondere eine elektrische Energiequelle 70, welche mit dem 1 shows a hybrid drive train arrangement 200 with a first drive unit 7, in particular an internal combustion engine, and a second drive unit 8, in particular an electric machine, and a transmission 100. In particular, the hybrid drive train arrangement comprises a pulse inverter 60 for supplying the second drive unit 8 with electrical energy. The hybrid drive train arrangement 200 further comprises in particular an electrical energy source 70 which is connected to the
Pulswechselrichter 60 verbunden ist. Das Getriebe 100 umfasst die Pulse-controlled inverter 60 is connected. The transmission 100 includes the
Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 11. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein doppeltes Planetengetriebe 5, insbesondere einen Ravigneaux-Satz, mit einem ersten und einem zweiten Sonnenrad Sl, S2, einem gemeinsamen Planetenträger P und einem Hohlrad Hl. Typischerweise sind das erste und das zweite Sonnenrad Sl, S2 des doppelten Planetengetriebes 5 unterschiedlich groß. Der Planetenträger 5 umfasst einen ersten Planetensatz PI und einen zweiten Planetensatz P2. Insbesondere umkreist der erste Planetensatz PI das erste Sonnenrad Sl und kämmt mit dem ersten Sonnenrad Sl und mit dem Hohlrad Hl. Insbesondere umkreist der zweite Planetensatz P2 das zweite Sonnenrad S2 und kämmt mit diesem. Insbesondere fixiert der Planetenträger P die Abstände der Planeten des ersten und des zweiten Planetensatzes PI, P2 zueinander sowie jeweils der Planetensätze PI, P2 untereinander. Weiter umfasst das Getriebe 100 noch ein einfaches Planetengetriebe 6 mit einem Sonnenrad S3, einem Planetenträger P3 und einem Hohlrad H3. Input shaft 10 and the output shaft 11. Furthermore, the gear 100 comprises a double planetary gear 5, in particular a Ravigneaux set, with a first and a second sun gear S1, S2, a common planet carrier P and a ring gear Hl. Typically, the first and second Sun gear Sl, S2 of the double planetary gear 5 of different sizes. The planet carrier 5 comprises a first planetary set PI and a second planetary set P2. In particular, the first planetary set PI orbits the first sun gear Sl and meshes with the first sun gear Sl and with the Ring gear Hl. In particular, the second planetary set P2 orbits the second sun gear S2 and meshes with it. In particular, the planet carrier P fixes the distances between the planets of the first and second planetary sets PI, P2 and between the planetary sets PI, P2. The transmission 100 also includes a simple planetary gear 6 with a sun gear S3, a planet carrier P3 and a ring gear H3.
Die Eingangswelle 10 ist mit dem Planetenträger P des doppelten The input shaft 10 is with the planet carrier P of the double
Planetengetriebes 5 gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes Schaltelement SEI und ein zweites Planetary gear 5 coupled and thus rotatably connected therewith. The transmission 100 further comprises a first shift element SEI and a second
Schaltelement SE2 und ein drittes Schaltelement SE3. Das erste Schaltelement SEI, insbesondere eine Bremse, ist dazu eingerichtet, das Hohlrad H3 des einfachen Planetengetriebes 6 abzubremsen oder freizugeben, insbesondere in dem die Bremse das Hohlrad mit einem Fixpunkt verbindet oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Das zweite Switching element SE2 and a third switching element SE3. The first shift element SEI, in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular in that the brake connects the ring gear to a fixed point or supports it, for example, on the housing (not shown) of the gear 100. The second
Schaltelement SE2, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das Hohlrad Hl des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Sonnenrad S3 des einfachen Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Das dritte Shift element SE2, in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the ring gear Hl of the double planetary gear 5 with the sun gear S3 of the simple planetary gear 6. The third
Schaltelement SE3, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das zweite Sonnenrad S2 des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Planetenträger P3 des einfachen Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Weiter kann das Getriebe 100 ein viertes Schaltelement SE4 und ein fünftes Shift element SE3, in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the second sun gear S2 of the double planetary gear 5 with the planet carrier P3 of the simple planetary gear 6. Furthermore, the transmission 100 can have a fourth shift element SE4 and a fifth
Schaltelement SE5 und ein sechstes Schaltelement SE6 umfassen. Das sechste Schaltelement SE6, insbesondere eine Bremse, ist dazu eingerichtet, das Hohlrad Hl des doppelten Planetengetriebes 5 freizugeben oder abzubremsen, insbesondere in dem die Bremse das Hohlrad mit einem Fixpunkt verbindet oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Das vierte Schaltelement SE4, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das zweite Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes zu verbinden oder zu trennen. Das fünfte Schaltelement SE5, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das zweite Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes zu verbinden oder zu trennen. Die Ausgangswelle 11 ist mit dem Planetenträger P3 des einfachen Planetengetriebes 6 gekoppelt. Das Getriebe ist weiter dazu eingerichtet, für den Betrieb mit einem ersten Antriebsaggregat über die Eingangswelle 10 gekoppelt oder verbunden zu werden. In der Figur 1 ist dazu dargestellt, dass die Welle des Antriebsaggregates 7 mit der Eingangswelle 10 verbunden wird. Das zweite Antriebsaggregat 8, insbesondere eine elektrische Maschine, wird für den Betrieb des Getriebes 100 wie in der Figur 1 dargestellt mit dem Sonnenrad S3 des einfachen Planetengetriebe 6 und dem vierten Schaltelement SE4 gekoppelt oder verbunden. Für eine Optimierung der Übersetzungsverhältnisse ist die Ausgangswelle 11 beispielsweise über einen Abtrieb, insbesondere einen Stirnradsatz 15, beispielsweise mit einem Differential verbunden, über welches die Bewegungen auf die Räder 310 übertragen werden. Für die Ansteuerung der Schaltelemente ist eine Ansteuerung 50 vorgesehen, die das Verfahren zum Betrieb der Hybridantriebsanordnung mit dem Getriebe ausführt. Die Switching element SE5 and a sixth switching element SE6 comprise. The sixth shift element SE6, in particular a brake, is set up to release or brake the ring gear Hl of the double planetary gear 5, in particular in that the brake connects the ring gear to a fixed point or supports it on the housing (not shown) of the gear 100, for example. The fourth shift element SE4, in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the second sun gear of the double planetary gear 5 with the sun gear of the simple planetary gear. The fifth shift element SE5, in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the second sun gear of the double planetary gear 5 with the sun gear of the simple planetary gear. The output shaft 11 is coupled to the planet carrier P3 of the simple planetary gear 6. The transmission is further designed to be coupled or connected to a first drive unit via the input shaft 10 for operation. In the figure 1 it is shown that the shaft of the Drive unit 7 is connected to the input shaft 10. The second drive unit 8, in particular an electrical machine, is coupled or connected to the sun gear S3 of the simple planetary gear 6 and the fourth shift element SE4 for the operation of the transmission 100 as shown in FIG. To optimize the gear ratios, the output shaft 11 is connected, for example, via an output, in particular a spur gear set 15, for example to a differential, via which the movements are transmitted to the wheels 310. A control 50 is provided for controlling the shift elements, which executes the method for operating the hybrid drive arrangement with the transmission. The
Steuerleitungen zwischen der Ansteuerung 50 und den einzelnen Control lines between the controller 50 and the individual
Schaltelementen SE1...SE6 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur als Pfeil angedeutet und nicht vollständig dargestellt. Die Kommunikation zwischen den Schaltelementen SE1...SE6 und der Vorrichtung kann mittels der Steuerleitungen als auch mittels eines BUS-Systems oder kabellos erfolgen. Switching elements SE1 ... SE6 are only indicated as an arrow for reasons of clarity and are not shown in full. The communication between the switching elements SE1 ... SE6 and the device can take place by means of the control lines as well as by means of a BUS system or wirelessly.
Figur 2 zeigt eine Schaltmatrix des Getriebes. In den Spalten sind die einzelnen Schaltelemente SE1...SE6 angegeben und in der letzten Spalte beispielhaft ein sich zwischen einem der Antriebsaggregate und der Ausgangswelle ergebendes ungefähres Übersetzungsverhältnis. In den Zeilen sind die unterschiedlichen Gangstufen, Gänge oder Betriebsmodi des Getriebes angegeben. Mittels Kreuzen ist in der Schaltmatrix dargestellt, welches der Schaltelemente aktiviert sein muss, damit sich der entsprechende Gang oder Betriebsmodus einstellt. Mit Aktivierung der Schaltelemente ist hierbei insbesondere gemeint, dass eine Kupplung geschlossen wird oder eine Bremse betätigt wird, sodass über die Kupplung eine Kraft von einer Welle auf eine weitere Welle übertragen werden kann oder mittels der Bremse eine Kraft auf einen Fixpunkt, insbesondere das Getriebegehäuse, übertragen werden kann. Aus der Schaltmatrix ist ersichtlich, dass sich je nach Kombination der sechs Schaltelemente bis zu neun Gänge G1...G7, G8, R einstellen lassen, wobei der erste Gang Gl das höchste Figure 2 shows a switching matrix of the transmission. In the columns, the individual switching elements SE1 ... SE6 are indicated and in the last column, for example, an approximate gear ratio resulting between one of the drive units and the output shaft. The different gears, gears or operating modes of the transmission are indicated in the lines. Crosses in the switching matrix show which of the switching elements must be activated so that the corresponding gear or operating mode is set. Activation of the switching elements means in particular that a clutch is closed or a brake is actuated so that a force can be transmitted from one shaft to another shaft via the clutch or a force can be applied to a fixed point, in particular the transmission housing, by means of the brake. can be transferred. The shift matrix shows that, depending on the combination of the six shift elements, up to nine gears G1 ... G7, G8, R can be set, the first gear Gl being the highest
Übersetzungsverhältnis und der achte Gang G8 das niedrigste Gear ratio and the eighth gear G8 the lowest
Übersetzungsverhältnis aufweist. Bei den Gängen G1...G8, R liegt bevorzugt jeweils zwischen dem erstem Antriebsaggregat 7 und der Ausgangswelle 11 ein festes Drehzahlverhältnis i entsprechend der in der letzten Spalte angegebenen Übersetzung an. Die Ausgangswelle wird in den Gängen G1...G8, R entweder von dem ersten Antriebsaggregat 7 alleine oder mit dem zweiten Has transmission ratio. In the gears G1 ... G8, R there is preferably a fixed speed ratio i between the first drive unit 7 and the output shaft 11 corresponding to the gear ratio specified in the last column. The output shaft is in the gears G1 ... G8, R either by the first drive unit 7 alone or with the second
Antriebsaggregat 8 zusammen angetrieben. Insbesondere sind dies verbrennungsmotorische oder hybridische Gänge, beispielsweise wenn das erste Antriebsaggregat 7 ein Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 8 eine elektrische Maschine. Diese Gänge ermöglichen auch eine Drive unit 8 driven together. In particular, these are Internal combustion engine or hybrid gears, for example if the first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electrical machine. These passages also allow one
Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors, so dass die elektrische Maschine generatorisch betrieben werden kann und ein Laden einer Batterie während des Betriebs, insbesondere Fährbetrieb eines Fahrzeugs, erfolgen kann. In den folgenden Zeilen der Matrix schließen sich die Gänge El, E2 oder Betriebsmodi an, in denen nur das zweite Antriebsaggregat mit der Ausgangswelle 11 verbunden ist. Hierzu müssen insbesondere das zweite und das fünfte Raising the load point of the internal combustion engine, so that the electric machine can be operated as a generator and a battery can be charged during operation, in particular when a vehicle is being driven. The gears E1, E2 or operating modes in which only the second drive unit is connected to the output shaft 11 follow in the following lines of the matrix. In particular, the second and the fifth
Schaltelement geöffnet sein, damit keine Verbindung zum ersten Switching element be open so that no connection to the first
Antriebsaggregat besteht. Dies sind insbesondere elektromotorische Gänge, beispielsweise wenn das zweite Antriebsaggregat eine elektrische Maschine ist. Vorteilhaft kann in diesen Gängen ein Fahrzeug lokal emissionsfrei betrieben werden. Je nachdem, ob das Hohlrad H3 des einfachen Planetengetriebes 5 mittels dem ersten Schaltelement SEI abgebremst oder durch Schließen des dritten und vierten Schaltelements SE3, SE4 das Drehmoment des zweiten Antriebsaggregats an den Planetenträger P3 des einfachen Planetengetriebes 6 an die Ausgangswelle 11 übertragen wird ergeben sich beispielhaft die in der Schaltmatrix angegebenen Übersetzungen zwischen dem zweiten Drive unit exists. These are especially electromotive gears, for example if the second drive unit is an electric machine. A vehicle can advantageously be operated locally emission-free in these aisles. Depending on whether the ring gear H3 of the simple planetary gear 5 is braked by the first shift element SEI or the torque of the second drive unit is transmitted to the planet carrier P3 of the simple planetary gear 6 to the output shaft 11 by closing the third and fourth shift element SE3, SE4, there are examples the gear ratios given in the switching matrix between the second
Antriebsaggregat 8 und der Ausgangswelle 11. Drive unit 8 and the output shaft 11.
Mittels Schließen des fünften Schaltelements SE5 und wahlweise Schließens des dritten oder vierten oder sechsten Schaltelements SE3, SE4, SE6 und Öffnen der jeweils anderen Schaltelemente (SE1...SE6) ergeben sich drei leistungsverzweigte Betriebe, eCVTl-, eCVT2- und eCVT3-Modus, welche eine voneinander unabhängige Vortriebsleistung an der Ausgangswelle 11 und Ladeleistung des zweiten Antriebsaggregates 8 ermöglicht. Insbesondere eignen sich diese Betriebsmodi zum hybridischen Anfahren bei niedrigem By closing the fifth switching element SE5 and optionally closing the third, fourth or sixth switching element SE3, SE4, SE6 and opening the respective other switching elements (SE1 ... SE6), three power-split operations result, eCVTl, eCVT2 and eCVT3 mode, which enables independent propulsive power on the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 8. In particular, these operating modes are suitable for hybrid starting at low
Batterieladezustand, da ein stufenloses Verändern der Übersetzungsverhältnisse und damit insbesondere stufenloses Beschleunigen bei gleichzeitigem generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates 8 möglich ist. Battery state of charge, since a stepless change of the transmission ratios and thus in particular stepless acceleration with simultaneous generator operation of the second drive unit 8 is possible.
Ein weiterer Modus CH, oder auch Standladen, genannt, ergibt sich, wenn das zweite und das vierte Schaltelement SE2, SE4 geschlossen sind und alle weiteren Schaltelemente geöffnet sind. Die Antriebsaggregate 7 und 8 werden dabei miteinander gekoppelt, wobei keine Verbindung zur Ausgangswelle 11 besteht. In diesem Betriebsmodus kann während des Stillstands der Ausgangswelle, insbesondere eines Fahrzeugs, mittels des ersten Another mode CH, or also called stationary charging, results when the second and fourth switching elements SE2, SE4 are closed and all other switching elements are open. The drive units 7 and 8 are coupled to one another, there being no connection to the output shaft 11. In this operating mode, while the Output shaft, in particular of a vehicle, by means of the first
Antriebsaggregates 7 das zweite 8 angetrieben werden, beispielsweise generatorisch zum Laden einer elektrischen Energiequelle 70, insbesondere einer Batterie, verwendet werden. Alternativ kann mittels des zweiten Drive unit 7, the second 8 can be driven, for example as a generator for charging an electrical energy source 70, in particular a battery. Alternatively, by means of the second
Antriebsaggregates 8 auch das erste Antriebsaggregat 7 angetrieben werden und beispielsweise ein Verbrennungsmotorstart oder eine Diagnose des Drive unit 8 also the first drive unit 7 are driven and, for example, an internal combustion engine start or a diagnosis of the
Verbrennungsmotors durchgeführt werden, falls das erste Antriebsaggregat 7 ein Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 8 eine elektrische Maschine ist. Internal combustion engine are carried out if the first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electrical machine.
Figur 3 zeigt eine graphische Darstellung der Schaltbarkeitsmatrix der schaltbaren Gänge. Auf der linken Seite sind die elektromotorischen Gänge El, E2 und in der Mitte die acht verbrennungsmotorischen Gänge G1...G7, R sowie auf der rechten Seite die drei eCVT-Modi dargestellt. Dabei symbolisiert der durchgezogene Pfeil zugkraftunterbrechungsfreie Übergänge zwischen zwei Gängen und der gestrichelte Pfeil normale Übergänge. So ist es bei den verbrennungsmotorischen Gänge Gl bis R immer möglich in den nächsthöheren Gang zu schalten. Des Weiteren kann vom ersten Gang Gl in den dritten Gang G3 und in den achten Gang G8 sowie den neunten Gang R, vom zweitem Gang G2 in den vierten Gang G4 und in den neunten Gang R, von dem dritten Gang G3 in den siebten Gang G7 und in den achten Gang G8, von dem vierten Gang G4 in der sechsten Gang G6 und in den achten Gang G8 sowie in den neunten Gang R, von dem fünften Gang in den achten Gang G8 und von dem sechsten Gang in den neunten Gang R zugkraftunterbrechungsfrei gewechselt werden.FIG. 3 shows a graphic representation of the shiftability matrix of the shiftable gears. On the left side the electromotive gears El, E2 and in the middle the eight combustion engine gears G1 ... G7, R and on the right side the three eCVT modes are shown. The solid arrow symbolizes transitions between two gears without interruption of traction and the dashed arrow normal transitions. So it is always possible to shift into the next higher gear with the internal combustion engine gears Gl to R. Furthermore, from first gear Gl into third gear G3 and into eighth gear G8 as well as ninth gear R, from second gear G2 into fourth gear G4 and into ninth gear R, from third gear G3 into seventh gear G7 and into eighth gear G8, from fourth gear G4 into sixth gear G6 and into eighth gear G8 and into ninth gear R, from fifth gear into eighth gear G8 and from sixth gear into ninth gear R. change.
Der neunte Gang R ist ein Rückwärtsgang. The ninth gear R is a reverse gear.
Weiter kann vom elektromotorischen ersten Gang El der Verbrennungsmotor im ersten Gang Gl, im zweiten Gang G2, im dritten Gang G3, im vierten Gang G4 sowie im neunten Gang R gestartet werden. Vom elektromotorischen zweiten Gang E2 kann der Verbrennungsmotor im fünften Gang G5 gestartet werden. Dabei ist insbesondere der Start des Verbrennungsmotors im zweiten Gang G2, im dritten Gang G3, im vierten Gang G4 und im neunten Gang R als sogenannter Komfortstart möglich. The internal combustion engine can also be started in first gear Gl, second gear G2, third gear G3, fourth gear G4 and ninth gear R from the electromotive first gear El. The internal combustion engine can be started in fifth gear G5 from the electromotive second gear E2. In particular, the internal combustion engine can be started in second gear G2, third gear G3, fourth gear G4 and ninth gear R as a so-called comfort start.
Weiter kann zwischen den drei eCVT-Gang 1, 2, 3 in den jeweils nächst höheren eCVT-Gang gewechselt werden. Weiter sind zugkraftunterbrechungsfreie Übergänge von eCVT-Gängen zu verbrennungsmotorischen Gänge möglich. So ist ein Wechsel vom ersten eCVT-Gang in den neunten Gang R möglich. Weiter kann vom zweiten eCVT-Gang in den zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Gang G2...G7 sowie vom dritten eCVT-Gang in den vierten, sechsten und siebten Gang G4, G6, G7zugkraftunterbrechungsfrei gewechselt werden. It is also possible to switch between the three eCVT gears 1, 2, 3 to the next higher eCVT gear. Transitions from eCVT gears to internal combustion engine gears are also possible without interruption of traction. So a change from first eCVT gear to ninth gear R is possible. It is also possible to change from the second eCVT gear to the second, third, fourth, fifth, sixth and seventh gears G2 ... G7 and from the third eCVT gear to the fourth, sixth and seventh gears G4, G6, G7 without interruption of traction.
Figur 4 zeigt ein Fahrzeug 300 mit Rädern 310, wobei das Fahrzeug eine Hybridantriebsanordnung 200, wie oben beschrieben, umfasst. FIG. 4 shows a vehicle 300 with wheels 310, the vehicle comprising a hybrid drive arrangement 200, as described above.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung 200 mit einem Getriebe 100. Mit Schritt 405 startet das Verfahren. In Schritt 410 wird ein Betriebsvorgabesignal BV ermittelt und in Schritt 420 mindestens eines der Schaltelemente SE1...SE6 zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes 100 in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals BV angesteuert. Mit Schritt 425 endet das Verfahren. Das Betriebsvorgabesignal BV ist hierbei entweder ein Parameter für eine physikalische Größe im Getriebe 100 wie z.B. ein Drehmoment oder eine Drehzahl oder eine zu übertragende FIG. 5 shows a flow chart of a method 400 for operating a hybrid drive arrangement 200 with a transmission 100. The method starts with step 405. In step 410 an operating default signal BV is determined and in step 420 at least one of the shifting elements SE1... SE6 is actuated for setting the functionality of the transmission 100 as a function of the operating default signal BV. The method ends with step 425. The default operating signal BV is either a parameter for a physical variable in the transmission 100 such as e.g. a torque or a speed or one to be transmitted
Leistung, welche an einer Komponente des Getriebes 100 anliegen oder übertragen werden soll. Diese Komponenten sind insbesondere die Power that is applied to a component of the transmission 100 or is to be transmitted. These components are in particular the
Eingangswelle 10, die Ausgangswelle 11 aber auch die Parameter an den Antriebsaggregaten 7, 8 oder den Schaltelementen SE1...SE6. Darüber hinaus kann das Betriebsvorgabesignal BV auch einen bestimmten Betriebsmodus wie einen der neun Gänge G1...G8, R oder der zwei Gänge E1... E2, welche nur mit dem zweiten Antriebsaggregat betrieben werden, oder auch die besonderen Funktionen eCVT oder Standladen CH darstellen. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals BV werden die Schaltelemente SEI bis SE6 Input shaft 10, the output shaft 11 but also the parameters on the drive units 7, 8 or the switching elements SE1 ... SE6. In addition, the operating setting signal BV can also have a specific operating mode such as one of the nine gears G1 ... G8, R or the two gears E1 ... E2, which are only operated with the second drive unit, or the special functions eCVT or stand-alone CH represent. Depending on this operating specification signal BV, the switching elements SEI to SE6
entsprechend der Schaltmatrix angesteuert, um das Getriebe 100 in den entsprechenden Gang oder Betriebsmodus zu schalten. Für eine controlled according to the switching matrix in order to shift the transmission 100 into the corresponding gear or operating mode. For one
zugkraftunterbrechungsfreie Umschaltung zwischen den einzelnen Gängen oder Betriebsmodi ist es notwendig, dass eines der Schaltelemente SE1...SE6 seinen Zustand vor und nach der Schaltung beibehält, wobei ein weiteres Schaltelement während des Schaltens aus dem geöffneten in den geschlossenen Zustand übergeht, während ein anderes aus dem geschlossenen in den geöffneten Zustand übergeht. It is necessary that one of the shift elements SE1 ... SE6 maintains its state before and after the shift, with another shift element transitioning from the open to the closed state while another shifts off the closed to the open state.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Getriebe (100) für eine Hybridantriebsanordnung, 1. Transmission (100) for a hybrid drive arrangement,
welches mit zwei Antriebsaggregaten (7, 8) koppelbar ist, mit which can be coupled with two drive units (7, 8)
einer Eingangswelle (10) und einer Ausgangswelle (11), an input shaft (10) and an output shaft (11),
mindestens einem ersten, einem zweiten und einem dritten Schaltelement (SEI, SE2, SE3), at least one first, one second and one third switching element (SEI, SE2, SE3),
einem doppelten Planetengetriebe (5), insbesondere Ravigneaux-Satz, mit einem ersten und einem zweiten Sonnenrad (Sl, S2), einem Planetenträger (P) und einem Hohlrad (Hl), und einem einfachen Planetengetriebe (6), a double planetary gear (5), in particular a Ravigneaux set, with a first and a second sun gear (Sl, S2), a planet carrier (P) and a ring gear (Hl), and a simple planetary gear (6),
wobei die Eingangswelle (10) mit dem Planetenträger (P) des doppelten wherein the input shaft (10) with the planet carrier (P) of the double
Planetengetriebes (5) gekoppelt ist, Planetary gear (5) is coupled,
wobei das erste Schaltelement (SEI), dazu eingerichtet ist, das Hohlrad (H3) des einfachen Planetengetriebes (6) abzubremsen oder freizugeben, wherein the first switching element (SEI) is set up to brake or release the ring gear (H3) of the simple planetary gear (6),
wobei das Hohlrad (Hl) des doppelten Planetengetriebes (5) mittels dem zweiten Schaltelement (SE2) koppelbar ist mit dem Sonnenrad (S3) des einfachen wherein the ring gear (Hl) of the double planetary gear (5) can be coupled to the sun gear (S3) of the simple one by means of the second switching element (SE2)
Planetengetriebes (6), Planetary gear (6),
und das zweite Sonnenrad (S2) des doppelten Planetengetriebes (5) mittels des dritten Schaltelements (SE3) koppelbar ist mit dem Planetenträger (P3) des einfachen Planetengetriebes (6), and the second sun gear (S2) of the double planetary gear (5) can be coupled to the planet carrier (P3) of the simple planetary gear (6) by means of the third shift element (SE3),
und die Ausgangswelle (11) mit dem Planetenträger (P3) des einfachen and the output shaft (11) with the planet carrier (P3) of the simple
Planetengetriebes (6) gekoppelt ist. Planetary gear (6) is coupled.
2. Getriebe nach Anspruch 1, mit einem vierten Schaltelement (SE4), welches dazu eingerichtet ist, das Sonnenrad (S3) des einfachen Planetengetriebes (6) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) des doppelten Planetengetriebes (5) koppelbar zu verbinden. 2. Transmission according to claim 1, with a fourth switching element (SE4) which is set up to connect the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6) to the second sun gear (S2) of the double planetary gear (5) in a couplable manner.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, mit einem fünfte Schaltelement (SE5), welches dazu eingerichtet ist, das erste Sonnenrad (Sl) des doppelten 3. Transmission according to claim 1 or claim 2, with a fifth switching element (SE5) which is adapted to double the first sun gear (Sl)
Planetengetriebes (5) koppelbar zu verbinden mit dem Hohlrad (H3) des einfachen Planetengetriebes (6). Planetary gear (5) can be connected to the ring gear (H3) of the simple planetary gear (6).
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem sechsten Schaltelement (SE6), welches dazu eingerichtet ist, das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes (5) abzubremsen oder freizugeben. 4. Transmission according to one of the preceding claims, with a sixth switching element (SE6) which is designed to brake or release the ring gear of the double planetary gear (5).
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite, das dritte, das vierte und/ oder das fünfte Schaltelement (SE2, SE3, SE4, SE5) eine Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung, umfasst. 5. Transmission according to one of the preceding claims, wherein the second, the third, the fourth and / or the fifth shift element (SE2, SE3, SE4, SE5) comprises a clutch, in particular a friction clutch.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/ oder das sechste Schaltelement (SEI, SE6) eine Bremse umfasst. 6. Transmission according to one of the preceding claims, wherein the first and / or the sixth switching element (SEI, SE6) comprises a brake.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erstes 7. Transmission according to one of the preceding claims, wherein a first
Antriebsaggregat (7), insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle (10) koppelbar ist und/ oder ein zweites Antriebsaggregat (8), insbesondere eine elektrische Maschine, mit dem Sonnenrad (S3) des einfachen Planetengetriebes (6) gekoppelt ist und/oder mittels des vierten Schaltelements (SE4) koppelbar ist mit dem zweiten Sonnenrad (S2) des doppelten Drive unit (7), in particular an internal combustion engine, can be coupled to the input shaft (10) and / or a second drive unit (8), in particular an electrical machine, is coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6) and / or by means of of the fourth switching element (SE4) can be coupled to the second sun gear (S2) of the double
Planetengetriebes (5). Planetary gear (5).
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes (100) zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt. 8. Transmission according to one of the preceding claims, wherein a change in the transmission ratios of the transmission (100) takes place without interruption of traction.
9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ansteuerung (50) zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente (SE1...SE6) in 9. Transmission according to one of the preceding claims, with a control (50) for controlling at least one of the switching elements (SE1 ... SE6) in
Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals (BV). Dependency on a given operating setting signal (BV).
10. Hybridantriebsanordnung (200) mit einem Getriebe (100) nach einem der 10. Hybrid drive arrangement (200) with a transmission (100) according to one of the
Ansprüche 1 bis 9, wobei die Hybridantriebsanordnung ein zweites Claims 1 to 9, wherein the hybrid propulsion arrangement has a second
Antriebsaggregat (8) und/ oder einen Pulswechselrichter (60), eine elektrische Energiequelle (70) oder ein erstes Antriebsaggregat (7) umfasst. Drive unit (8) and / or a pulse inverter (60), an electrical energy source (70) or a first drive unit (7).
11. Fahrzeug (300) mit einer Hybridantriebsanordnung (200) nach Anspruch 10. 11. The vehicle (300) having a hybrid drive arrangement (200) according to claim 10.
12. Verfahren (400) zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung (200) mit einem 12. Method (400) for operating a hybrid drive arrangement (200) with a
Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 1-9 mit den Schritten: Transmission (100) according to one of claims 1-9 with the steps:
Ermitteln (410) eines Betriebsvorgabesignals (BV) Ansteuern (420) mindestens eines der Schaltelemente (SE1...SE6) zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes (100) in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV). Determining (410) an operating default signal (BV) Activate (420) at least one of the switching elements (SE1 ... SE6) for setting the functionality of the transmission (100) as a function of the operating specification signal (BV).
13. Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren (400) nach Anspruch 12 auszuführen. 13. Computer program which is set up to carry out the method (400) according to claim 12.
14. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist. 14. Machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 13 is stored.
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