WO2020249310A1 - Transmission for a hybrid drive assembly, hybrid drive assembly, vehicle, and method for operating the hybrid drive assembly - Google Patents

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

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WO2020249310A1
WO2020249310A1 PCT/EP2020/062391 EP2020062391W WO2020249310A1 WO 2020249310 A1 WO2020249310 A1 WO 2020249310A1 EP 2020062391 W EP2020062391 W EP 2020062391W WO 2020249310 A1 WO2020249310 A1 WO 2020249310A1
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gear
transmission
planetary gear
coupled
switching element
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PCT/EP2020/062391
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Dominik Eszterle
Rolf Lucius Dempel
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a hybrid drive arrangement. Further,
  • the invention relates to a hybrid drive arrangement with a transmission
  • WO2010 / 009943 shows A1
  • Dual clutch transmission which enables the operation of a hybrid vehicle
  • Coupled or “coupled” is used in the following in the sense of a
  • connection in the context of the present description includes both fixed and switchable
  • Coupled used and the use of the term “couplable”
  • 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
  • first sun gear of the double planetary gear can be coupled to the ring gear of the simple planetary gear by means of the first shift element
  • second sun gear of the double planetary gear can be coupled to the sun gear of the simple one by means of the second shift element
  • Shift element is coupled and the third shift element is coupled to the fourth shift element and the fourth shift element is coupled to the sun gear of the simple planetary gear so that the ring gear of the double planetary gear can be coupled to the sun gear of the simple planetary gear by means of the third shift element and the fourth shift element
  • Planetary gear is coupled.
  • 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, a third and a fourth switching element and a simple planetary gear and a double
  • Planetary gear which is also known as the Ravigneaux set.
  • This double planetary gear has two sun gears, a common planet carrier and a ring gear.
  • the common planet carrier includes a first planetary gear set and a second planetary gear set.
  • the first planetary set of the double planetary gear orbits the first sun gear and meshes with the first sun gear and with the ring gear.
  • the second planetary gear set of the double planetary gear orbits the second sun gear and meshes with the second sun gear and the first
  • 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 planetary gear.
  • 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 first sun gear of the double planetary gear can be connected to or disconnected from the ring gear of the simple planetary gear by means of the first switching element.
  • Planetary gear can be connected or disconnected to the sun gear of the simple planetary gear by means of the second switching element.
  • the ring gear of the double planetary gear is coupled to the third shift element and thus connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the third switching element is coupled to the fourth switching element and connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the third and fourth switching elements can lie on a common shaft.
  • Switching element and the fourth switching element can be separated or connected to the sun gear of the simple planetary gear.
  • the output shaft is coupled to the planet carrier of the simple planetary gear and is therefore connected to it in a rotationally fixed manner.
  • Output shaft can be coupled with an output.
  • the output is in particular a shaft or an axis that the movement of the output shaft on the
  • a transmission is advantageously provided, which the speed and the torque, which is applied to the input shaft, with the first and / or second and / or third and / or fourth shifting element 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 fifth shift element which is set up to the ring gear of the simple
  • a fifth shift element is provided for the transmission.
  • the ring gear of the simple planet carrier can be braked or released by closing or opening the fifth shift element, in particular connecting the ring gear or supporting 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.
  • gear ratio between input shaft and output shaft a first gear ratio in the gearbox.
  • first, third, fourth and fifth switching element is closed and the second switching element is open, a second one results Translation in the gearbox.
  • first, second and fifth shifting element is closed and the fourth shifting element is open, a third gear ratio results.
  • a fourth gear ratio results when the first, second, third and fourth shifting element is closed and the fifth shifting element is open.
  • the transmission includes a sixth shifting element which is set up to brake or release the ring gear of the double planetary gear via the third shifting element.
  • a sixth shifting element is provided for the transmission, which together with the third shifting element 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 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.
  • Gear ratio in which the output shaft rotates in the opposite direction than in the previous gear ratios, results when the first and fourth shifting element is open and the second, third, fifth and sixth shifting element is closed.
  • the first and / or the second and / or the third and / or the fourth shift element comprise a clutch.
  • the first and / or the second and / or the third and / or the fourth shifting element are designed as a clutch.
  • Such a clutch can in particular be a dry clutch, wet clutch, friction clutch or dog clutch. Possibilities for a controllable connection of the components of the planetary gears are advantageously provided.
  • the fifth and / or the sixth switching element comprises a brake.
  • the fifth and / or the sixth switching element are used as a brake, in particular a dry or wet brake or as a dog clutch or as
  • Friction clutch executed.
  • 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, is coupled to the ring 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 double with the ring gear
  • Planetary gear coupled and thus rotatably connected to it.
  • the second drive unit for example an electrical machine, for example for charging a battery
  • the first drive unit or the internal combustion engine by means of
  • the rotational energy of the first drive unit is transmitted directly to the second Drive unit or vice versa, for example to start one
  • a first power-split operation of the transmission (eCVT1 mode) is made possible by closing the first and second shifting element and opening the third, fourth, fifth and sixth shifting element.
  • the first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first ring gear of the double planetary gear.
  • a second power-split operation of the transmission (eCVT2 mode) is made possible by engaging the first, fourth and sixth shift elements and opening the second, third and fifth shift elements.
  • the first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first ring gear of the double
  • Planetary gear 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 standing or crawling (> 0km / h to approx. 10km / h) and a smooth, comfortable transition from standing mode to mode are advantageous
  • Creep loading and the mode driving with a fixed gear ratio or in a fixed gear enabled Creep loading and the mode driving with a fixed gear ratio or in a fixed gear enabled.
  • the input shaft When the first and second switching elements are open, the input shaft, and thus the first drive unit, is decoupled from the output shaft.
  • the third, fourth and fifth shifting element is 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 drive unit By means of, in particular metered, closing of the first or the second switching element, the first drive unit can be driven and, for example, started from driving by means of the second drive unit if the first drive unit is on
  • 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
  • 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 ring gear of the double 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, for example, in dependence on an operating strategy, a driver's request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available to a vehicle.
  • the switching elements for setting the corresponding functionality or the operating mode of the transmission are activated 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 stages, or the various modes or operating modes, for example 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 transmission 100 comprises a double planetary gear 5, in particular a Ravigneaux set, with a first and a second sun gear Sl, S2, a common planet carrier P and a ring gear Hl.
  • the double planetary gear 5 comprises a first planetary set PI, which orbits the first sun gear Sl and meshes with the first sun gear Sl and with the ring gear Hl.
  • the double planetary gear 5 comprises a second
  • Planetary gear set P2 which orbits the second sun gear S2 and meshes with the second sun gear S2 and with the first planetary gear set PI.
  • the planet carrier P fixes the distances between the first and second planetary set PI
  • 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 coupled to the planet carrier P of the double planetary gear 5 and is thus connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the transmission 100 further includes a first
  • the first shift element SEI in particular a clutch, is set up to connect the first sun gear S1 of the double planetary gear 5 with the ring gear H3 of the simple one
  • the second shift element SE2 in particular a clutch, is set up to act as the second sun gear To connect S2 of the double planetary gear 5 with the sun gear S3 of the simple planetary gear 6 or to separate.
  • the third shift element SE3 and the fourth shift element SE4, in particular one or two clutches, are designed 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 transmission 100 can further comprise a fifth shift element SE5 and a sixth shift element SE6.
  • the fifth shift element SE5 in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular by the brake connecting the ring gear to a fixed point or, for example, supporting it on the housing (not shown) of the gear 100.
  • the sixth shift element SE5 in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular by the brake connecting the ring gear to a fixed point or, for example, supporting it on the housing (not shown) of the gear 100.
  • Shift element SE6 can be coupled to the ring gear Hl of the double planetary gear 5 by means of the third shift element SE3.
  • the sixth shift element SE3, 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, for example, supports it on the housing (not shown) of the gear 100.
  • 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 used for the operation of the transmission 100 as shown in FIG. 1 via an optional spur gear 15 with the ring gear Hl of the double planetary gear 5 and the third
  • Switching element SE3 coupled or connected.
  • the output shaft 11 is connected, for example, via an output, in particular a spur gear set, 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 control lines between the control 50 and the individual switching elements SE1... SE6 are only indicated as arrows 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. 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.
  • a cross X means that the switching element is closed and loaded.
  • a cross in brackets (X) means that the switching element is closed and unloaded. The activation of these switching elements is optional. However, this results in the advantage that shifting into another gear is made possible in a simpler and, in particular, traction-free manner.
  • 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 eight gears G1 ... G7, R can be set, with the first gear Gl being the highest
  • R has transmission ratio.
  • 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 gears G1 ... G7, R either by the first drive unit 7 alone or with the second
  • first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electrical machine. These passages also allow one
  • the eCVTl and eCVT2 mode which have independent propulsion power on the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 8 allows.
  • this operating mode is suitable for hybrid starting when the battery state of charge is low, since the gear ratios can be continuously changed and thus in particular continuously accelerated at the same time
  • Another mode CH or also called stationary loading, results when the second, third and fourth switching elements SE2, SE3, SE4 are closed and all other switching elements are open or, alternatively, the first and fifth switching elements SEI, SE5 are closed and all others
  • the second 8 can be driven by means of the first drive unit 7, for example used as a generator to charge an electrical energy source 70, in particular a battery.
  • the first 7 can also be driven by means of the second drive unit 8 and, for example, an internal combustion engine start or a diagnosis of the internal combustion engine can be carried out if 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 gears that can be shifted without interruption in traction.
  • On the left are the electromotive gears El, E2 and in the middle the eight
  • the solid arrow symbolizes transitions between two gears without interruption of traction and the dashed arrow symbolizes normal transitions between two gears.
  • gears Gl to R can shift into the next higher gear. Furthermore, from first gear Gl into third gear G3, into fourth gear G4 and into eighth gear R, from second gear G2 into fourth gear G4, from third gear G3 into sixth gear G6 and into eighth gear R, from fourth gear G4 to sixth gear G6 and into seventh gear G7, from fifth gear to seventh gear G7 and from sixth gear to eighth gear R can be changed without interruption of traction.
  • the eighth gear R is a reverse gear.
  • the internal combustion engine can be started in first gear Gl and in second gear G2 from the electromotive first gear El.
  • the internal combustion engine can be started in second gear G2 as a so-called comfort start.
  • eCVT2 can be any combination of first and second eCVT gear eCVTl, eCVT2 can be any combination of first and second eCVT gear eCVTl, eCVT2 can be any combination of first and second eCVT gear eCVTl, eCVT2 can be any combination of first and second eCVT gear eCVTl, eCVT2 can be any combination of first and second eCVT gear eCVTl.
  • 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 a power to be transmitted, which is applied to a component of the transmission 100 or is to be transmitted.
  • the operating default signal BV can also have a specific operating mode such as one of the eight gears G1 ... G7, R or the two gears E1 ... E2, which are only operated with the second drive unit, or also represent the special functions eCVT1, eCVT2 or stationary drawer CHI, CH2.
  • a specific operating mode such as one of the eight gears G1 ... G7, R or the two gears E1 ... E2, which are only operated with the second drive unit, or also represent the special functions eCVT1, eCVT2 or stationary drawer CHI, CH2.
  • the switching elements SEI to SE6 are activated in accordance with the switching matrix as a function of this operating specification signal BV in order to switch the transmission 100 into the corresponding gear or operating mode. For one
  • 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 assembly, said transmission being coupleable to two drive assemblies (7, 8), comprising an input shaft (10); an output shaft (11); at least one first, second, third, and fourth shift element (SE1, SE2, SE3, SE4); a double planetary transmission (5), in particular a Ravigneaux gearset, with a first and a second sun gear (S1, S2), a planet carrier (P), and a ring gear (H1); and a simple planetary transmission (6). The input shaft (10) is coupled to the planet carrier (P) of the double planetary transmission (5), the first sun gear (S1) of the double planetary transmission can be coupled to the ring gear (H3) of the simple planetary transmission (6) by means of the first shift element (SE1), and the second sun gear (S2) of the double planetary transmission can be coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary transmission (6) by means of the second shift element (SE2), wherein the ring gear (H1) of the double planetary transmission (5) is coupled to the third shift element (SE3), the third shift element (SE3) is coupled to the fourth shift element (SE4), the fourth shift element (SE4) is coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary transmission (6) so that the ring gear (H1) of the double planetary transmission (5) can be coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary transmission (6) by means of the third shift element (SE3) and the fourth shift element (SE4), and the output shaft (11) is coupled to the planet carrier (P3) of the simple planetary transmission (6).

Description

GETRIEBE FÜR EINE HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, HYBRIDANTRIEBSANORDNING, FAHRZEUG, UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DER HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG TRANSMISSION FOR HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, VEHICLE, AND METHOD OF OPERATING THE HYBRID DRIVE ARRANGEMENT
Beschreibung description
5 5
Titel title
Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung Transmission for a hybrid drive arrangement
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung. Ferner The invention relates to a transmission for a hybrid drive arrangement. Further
10 betrifft die Erfindung eine Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe, ein 10, the invention 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.
15 Stand der Technik 15 State of the art
Getriebe für Hybridantriebsanordnungen sind aus dem Stand der Technik Transmissions for hybrid drive arrangements are from the prior art
bekannt. Beispielsweise zeigt die W02010/009943 Al ein known. For example, WO2010 / 009943 shows A1
Doppelkupplungsgetriebe, welches den Betrieb eines Hybridfahrzeugs Dual clutch transmission, which enables the operation of a hybrid vehicle
20 verbrennungsmotorisch, elektromotorisch und mit beiden Antriebsaggregaten 20 combustion engine, electric motor and with both drive units
zusammen ermöglicht. Derartige Getriebe sind komplex, schwer und teuer. Es besteht Bedarf an Getriebetopologien mit reduzierter mechanischer Komplexität, verringertem Raumbedarf und verringertem Gewicht. together enables. Such transmissions are complex, heavy and expensive. There is a need for transmission topologies with reduced mechanical complexity, reduced space requirements and reduced weight.
25 Der Begriff„gekoppelt" bzw.„angekoppelt“ wird im Folgenden im Sinne einer 25 The term “coupled” or “coupled” is used in the following in the sense of a
festen Verbindung benutzt. Im Gegensatz dazu umfasst der Begriff„koppelbar" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sowohl feste als auch schaltbare fixed connection used. In contrast to this, the term “connectable” in the context of the present description includes both fixed and switchable
Verbindungen. Ist konkret eine schaltbare Verbindung gemeint, wird in der Regel das entsprechende Schaltelement, insbesondere eine Bremse oder eine Links. If a switchable connection is specifically meant, the corresponding switching element, in particular a brake or a
30 Kupplung, explizit angegeben. Ist hingegen konkret eine feste, starre oder 30 coupling, explicitly stated. On the other hand, is specifically a fixed, rigid or
drehfeste Verbindung gemeint, wird in der Regel der Begriff„gekoppelt" bzw. means non-rotatable connection, the term "coupled" or
„angekoppelt“ verwendet und auf die Verwendung des Begriffs„koppelbar" "Coupled" used and the use of the term "couplable"
verzichtet. Die Verwendung des Begriffs„koppelbar" ohne Angabe eines waived. The use of the term “couplable” without specifying a
konkreten Schaltelementes deutet somit auf den beabsichtigten Einschluss concrete switching element thus indicates the intended inclusion
35 beider Fälle hin. Diese Unterscheidung erfolgt allein zugunsten der besseren 35 of both cases. This distinction is made solely in favor of the better
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. Comprehensibility and, in particular, to illustrate where the provision of a switchable connection instead of a fixed connection that is usually easier to implement Connection or coupling 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, einem dritten Schaltelement und einem vierten Schaltelement, einem doppelten Planetengetriebe, insbesondere ein Ravigneaux-Satz, mit einem ersten und einem zweiten Sonnenrad, einem Planetenträger und einem Hohlrad, und einem einfachen Planetengetriebe, Shift element, a third shift element and a fourth shift element, a double planetary gear, in particular a Ravigneaux set, with a first 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 Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes mittels des ersten Schaltelements koppelbar ist mit dem Hohlrad des einfachen Planetengetriebes, wobei das zweite Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes mittels des zweiten Schaltelements koppelbar ist mit dem Sonnenrad des einfachen wherein the first sun gear of the double planetary gear can be coupled to the ring gear of the simple planetary gear by means of the first shift element, the second sun gear of the double planetary gear can be coupled to the sun gear of the simple one by means of the second shift element
Planetengetriebes, Planetary gear,
wobei das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes mit dem dritten the ring gear of the double planetary gear with the third
Schaltelement gekoppelt ist und das dritte Schaltelement mit dem vierten Schaltelement gekoppelt ist und das vierte Schaltelement mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes gekoppelt ist, so dass das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes mittels des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelementes koppelbar ist mit dem Sonnenrad des einfachen Shift element is coupled and the third shift element is coupled to the fourth shift element and the fourth shift element is coupled to the sun gear of the simple planetary gear so that the ring gear of the double planetary gear can be coupled to the sun gear of the simple planetary gear by means of the third shift element and the fourth shift element
Planetengetriebes, Planetary gear,
und wobei die Ausgangswelle mit dem Planetenträger des einfachen and wherein the output shaft with the planet carrier of the simple
Planetengetriebes gekoppelt ist. Planetary gear is coupled.
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, ein drittes und ein viertes Schaltelement und einfaches Planetengetriebe sowie ein doppeltes Output shaft, at least a first, a second, a third and a fourth switching element and a simple planetary gear and a double
Planetengetriebe, welches auch als Ravigneaux-Satz bekannt ist. Dieses doppelte Planetengetriebe weist zwei Sonnenräder auf, einen gemeinsamen Planetenträger und ein Hohlrad. Der gemeinsame Planetenträger umfasst einen ersten Planetensatz und einen zweiten Planetensatz. Insbesondere umkreist der erste Planetensatz des doppelten Planetengetriebes erste Sonnenrad umkreist und kämmt mit dem ersten Sonnenrad und mit dem Hohlrad. Insbesondere umkreist der zweiten Planetensatz des doppelten Planetengetriebes das zweite Sonnenrad und kämmt mit dem zweiten Sonnenrad und dem ersten Planetary gear, which is also known as the Ravigneaux set. This double planetary gear has two sun gears, a common planet carrier and a ring gear. The common planet carrier includes a first planetary gear set and a second planetary gear set. In particular, the first planetary set of the double planetary gear orbits the first sun gear and meshes with the first sun gear and with the ring gear. In particular, the second planetary gear set of the double planetary gear orbits the second sun gear and meshes with the second sun gear and the first
Planetensatz. Insbesondere fixiert der Planetenträger die Abstände des ersten und des zweiten Planetensatzes zueinander sowie jeweils der Planeten 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 Planetengetriebe. Planetary set. In particular, the planet carrier fixes the distances between the first and the second planetary set and between the planets. 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 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. 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.
Das erste Sonnenrad des doppelten Planetengetriebes kann mittels des ersten Schaltelements mit dem Hohlrad des einfachen Planetengetriebes verbunden oder getrennt werden. Weiter kann das zweite Sonnenrad des doppelten The first sun gear of the double planetary gear can be connected to or disconnected from the ring gear of the simple planetary gear by means of the first switching element. Next, the second sun gear of the double
Planetengetriebes mittels des zweiten Schaltelements mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes verbunden oder getrennt werden. Das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes ist mit dem dritten Schaltelement gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Weiter ist das dritte Schaltelement mit dem vierten Schaltelement gekoppelt und drehtfest damit verbunden. Insbesondere können das dritte und vierte Schaltelement auf einer gemeinsamen Welle liegen. Weiter ist das vierte Schaltelement mit dem Sonnenrad des einfachen Planetary gear can be connected or disconnected to the sun gear of the simple planetary gear by means of the second switching element. The ring gear of the double planetary gear is coupled to the third shift element and thus connected to it in a rotationally fixed manner. Furthermore, the third switching element is coupled to the fourth switching element and connected to it in a rotationally fixed manner. In particular, the third and fourth switching elements can lie on a common shaft. Next is the fourth switching element with the sun gear of the simple one
Planetengetriebes gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Es ergibt sich, dass das Hohlrad des doppelten Planetengetriebes mittels des dritten Planetary gear coupled and thus rotatably connected to it. It turns out that the ring gear of the double planetary gear by means of the third
Schaltelements und des vierten Schaltelementes mit dem Sonnenrad des einfachen Planetengetriebes getrennt oder verbunden werden kann. Die Ausgangswelle ist mit dem Planetenträger des einfachen Planetengetriebes gekoppelt und somit drehtfest damit verbunden. Insbesondere ist die Switching element and the fourth switching element can be separated or connected to the sun gear of the simple planetary gear. The output shaft is coupled to the planet carrier of the simple planetary gear and is therefore connected to it in a rotationally fixed manner. In particular, the
Ausgangswelle mit einem Abtrieb koppelbar. Der Abtrieb ist insbesondere eine Welle oder eine Achse, die die Bewegung der Ausgangswelle auf den Output shaft can be coupled with an output. The output is in particular a shaft or an axis that the movement of the output shaft on the
mechanischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise auf ein mechanical drive train of a vehicle, for example on a
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 und/oder vierten Schaltelement entsprechend der Differential or transmits to a drive wheel. A transmission is advantageously provided, which the speed and the torque, which is applied to the input shaft, with the first and / or second and / or third and / or fourth shifting element in accordance with the
Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe auf die Ausgangswelle überträgt. Bei gleichzeitig geschlossenem ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelement ergibt sich eine Übersetzung zwischen der Eingangswelle und der Transmits gear ratios in the transmission to the output shaft. When the first, second, third and fourth shifting element is closed at the same time, there is a translation between the input shaft and the
Ausgangswelle. 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. Output shaft. 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 fünftes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das Hohlrad des einfachen In another embodiment of the invention, the transmission comprises a fifth shift element which is set up to the ring gear of the simple
Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben. To brake or release the planetary gear.
Für das Getriebe ist ein fünftes Schaltelement vorgesehen. Das Hohlrad des einfachen Planetenträgers kann mittels Schließen oder Öffnen des fünften 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. 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 zweiten, dritten, vierten und fünften A fifth shift element is provided for the transmission. The ring gear of the simple planet carrier can be braked or released by closing or opening the fifth shift element, in particular connecting the ring gear or supporting 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. 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 second, third, fourth and fifth are closed
Schaltelement und geöffneten ersten Schaltelement ein erstes Switching element and opened first switching element a first
Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine erste Übersetzung im Getriebe. Bei geschlossenem ersten, dritten, vierten und fünften Schaltelement und geöffnetem zweiten Schaltelement ergibt sich eine zweite Übersetzung im Getriebe. Bei geschlossenem ersten, zweiten und fünften Schaltelement sowie geöffnetem vierten Schaltelement ergibt sich eine dritte Übersetzung. Eine vierte Übersetzung ergibt sich, wie bereits oben erwähnt, bei geschlossenem ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelement und geöffnetem fünften Schaltelement. Gear ratio between input shaft and output shaft, a first gear ratio in the gearbox. When the first, third, fourth and fifth switching element is closed and the second switching element is open, a second one results Translation in the gearbox. When the first, second and fifth shifting element is closed and the fourth shifting element is open, a third gear ratio results. As already mentioned above, a fourth gear ratio results when the first, second, third and fourth shifting element is closed and the fifth shifting element is open.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein sechstes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, dass Hohlrad des doppelten Planetengetriebes über das dritte Schaltelement abzubremsen oder freizugeben. In another embodiment of the invention, the transmission includes a sixth shifting element which is set up to brake or release the ring gear of the double planetary gear via the third shifting element.
Für das Getriebe ist ein sechstes Schaltelement vorgesehen, welches zusammen mit dem dritte Schaltelement ein Freigeben oder Bremsen des Hohlrades des doppelten Planetengetriebes ermöglicht, insbesondere ein Verbinden des Hohlrades oder ein Abstützen des Hohlrades an einem Fixpukt 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 A sixth shifting element is provided for the transmission, which together with the third shifting element 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 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. With the previously described topology of the transmission with the first, second, third, fourth, fifth and sixth
Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich beispielsweise bei geschlossenem ersten, zweiten, vierten und sechsten Schaltelement und geöffnetem dritten und fünften Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine fünfte Übersetzung. Bei geschlossenem ersten, zweiten, dritten und sechsten Schaltelement und geöffnetem vierten und fünften Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, eine sechste Übersetzung. Weiter ergibt sich bei geöffnetem zweiten und fünften Schaltelement sowie geschlossenem ersten, dritten, vierten und sechsten Schaltelement eine siebte Übersetzung im Getriebe. Ein weiteres Set switching elements, in addition to the already mentioned, other operating modes. For example, when the first, second, fourth and sixth shifting element is closed and the third and fifth shifting element is open, a further transmission ratio between the input shaft and output shaft, a fifth transmission, results. When the first, second, third and sixth shifting element is closed and the fourth and fifth shifting element is open, a further gear ratio between the input shaft and output shaft, a sixth gear ratio. Furthermore, when the second and fifth shifting element is open and the first, third, fourth and sixth shifting element is closed, there is a seventh gear ratio in the transmission. Another one
Übersetzungsverhältnis, bei dem die Ausgangswelle in die entgegengesetzte Richtung als bei den bisherigen Übersetzungen sich dreht, ergibt sich bei geöffnetem ersten und vierten Schaltelement und geschlossenem zweiten, dritten, fünften und sechsten Schaltelement. Gear ratio, in which the output shaft rotates in the opposite direction than in the previous gear ratios, results when the first and fourth shifting element is open and the second, third, fifth and sixth shifting element is closed.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste und/oder das zweite und/oder das dritte und/oder das vierte Schaltelement eine Kupplung. Zur Verbindung der genannten Komponenten der Planetengetriebe sind das erste und/oder das zweite und/oder das dritte und/oder das vierte Schaltelement als Kupplung ausgeführt. Bei einer derartigen Kupplung kann es sich insbesondere um eine Trockenkupplung, Nasskupplung, Reibkupplung oder Klauenkupplung handeln. Vorteilhaft werden Möglichkeiten für eine steuerbare Verbindung der Komponenten der Planetengetriebe bereitgestellt. In a further embodiment of the invention, the first and / or the second and / or the third and / or the fourth shift element comprise a clutch. To To connect the named components of the planetary gear, the first and / or the second and / or the third and / or the fourth shifting element are designed as a clutch. Such a clutch can in particular be a dry clutch, wet clutch, friction clutch or dog clutch. Possibilities for a controllable connection of the components of the planetary gears are advantageously provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das fünfte und/oder das sechste Schaltelement eine Bremse. In another embodiment of the invention, the fifth and / or the sixth switching element comprises a brake.
Das fünfte und/oder das sechste Schaltelement sind als Bremse, insbesondere eine Trocken- oder Nassbremse oder als Klauenkupplung oder als The fifth and / or the sixth switching element are used as a brake, in particular a dry or wet brake or as a dog clutch or as
Reibkupplung, ausgeführt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur steuerbaren Freigabe und Abbremsung der Hohlräder des doppelten und/oder des einfachen Planetengetriebes bereitgestellt. Friction clutch executed. 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 Hohlrad des doppelten Planetengetriebes gekoppelt. 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 ring gear of the double planetary gear.
An der Eingangswelle ist eingangsseitig das erste Antriebsaggregat ankoppelbar. Das zweite Antriebsaggregat ist mit dem Hohlrad des doppelten The first drive unit can be coupled to the input shaft on the input side. The second drive unit is double with the ring gear
Planetengetriebes gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Vorteilhaft kann für einen generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates, beispielsweise einer elektrischen Maschine, beispielsweise zum Laden einer Batterie, das erste Antriebsaggregat oder der Verbrennungsmotor mittels Planetary gear coupled and thus rotatably connected to it. Advantageously, for a generator operation of the second drive unit, for example an electrical machine, for example for charging a battery, the first drive unit or the internal combustion engine by means of
Schließen des ersten und fünften Schaltelements und Öffnen des zweiten, dritten, vierten und sechsten Schaltelements oder alternative mittels Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelements und Öffnen des ersten, 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 Closing the first and fifth switching element and opening the second, third, fourth and sixth switching element or, alternatively, can be connected to the electrical machine by closing the second, third and fourth switching element and opening the first, 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). At
beispielsweise stillstehender Ausgangswelle wird eine direkte Übertragung der rotatorischen Energie des ersten Antriebsaggregates zum zweiten Antriebsaggregat oder umgekehrt, beispielsweise zum Starten eines For example, when the output shaft is at a standstill, the rotational energy of the first drive unit is transmitted directly to the second Drive unit or vice versa, for example to start one
Verbrennungsmotors, ermöglicht. Internal combustion engine, allows.
Ein erster leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVTl-Modus) wird durch Schließen des ersten und zweiten Schaltelements und Öffnen des dritten, vierten, fünften und sechsten Schaltelements ermöglicht. Dabei wirken das erste Antriebsaggregat auf den Planetenträger des doppelten Planetengetriebes und die elektrische Maschine auf das erste Hohlrad des doppelten Planetengetriebes. Ein zweiter leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT2-Modus) wird durch Schließen des ersten, vierten und sechsten Schaltelements und Öffnen des zweiten, dritten und fünften Schaltelements ermöglicht. Dabei wirken das erste Antriebsaggregat auf den Planetenträger des doppelten Planetengetriebes und die elektrische Maschine auf das erste Hohlrad des doppelten A first power-split operation of the transmission (eCVT1 mode) is made possible by closing the first and second shifting element and opening the third, fourth, fifth and sixth shifting element. The first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first ring gear of the double planetary gear. A second power-split operation of the transmission (eCVT2 mode) is made possible by engaging the first, fourth and sixth shift elements and opening the second, third and fifth shift elements. The first drive unit acts on the planet carrier of the double planetary gear and the electrical machine acts on the first ring gear of the double
Planetengetriebes. Dabei 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 Planetary gear. 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 standing or crawling (> 0km / h to approx. 10km / h) and a smooth, comfortable transition from standing mode to mode are advantageous
Kriechladen und den Modus Fahren mit fester Übersetzung, bzw. im festem Gang ermöglicht. Creep loading and the mode driving with a fixed gear ratio or in a fixed gear enabled.
Bei geöffnetem ersten und zweiten Schaltelement ist die Eingangswelle, und somit das erste Antriebsaggregat, von der Ausgangswelle abgekoppelt. Bei zusätzlich geschlossenem dritten, vierten und fünften 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. Mittels, insbesondere dosiertem, Schließen des ersten oder des zweiten Schaltelements kann aus dem Fahren mittels dem zweiten Antriebsaggregat das erste Antriebsaggregat angetrieben und beispielsweise gestartet werden, falls das erste Antriebsaggregat ein When the first and second switching elements are open, the input shaft, and thus the first drive unit, is decoupled from the output shaft. When the third, fourth and fifth shifting element is 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. By means of, in particular metered, closing of the first or the second switching element, the first drive unit can be driven and, for example, started from driving by means of the second drive unit if the first drive unit is on
Verbrennungsmotor ist. Dabei ist ein starten des ersten Antriebsaggregat durch Schließen des ersten Schaltelements besonders vorteilhaft, da dieser Start zugkraftunterbrechnungsfrei erfolgt und somit besonders komfortabel ist. Ein sogenannter Komfort-Start. Internal combustion engine is. Starting the first drive unit by closing the first switching element is particularly advantageous because this is the start There is no traction interruption and is therefore particularly comfortable. A so-called comfort start.
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. 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 einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe eine Ansteuerung zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente in 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. 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 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
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 Hohlrad des doppelten 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 ring gear of the double 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. Hybrid drive arrangement. A vehicle is advantageously provided which comprises a hybrid drive arrangement.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer The invention further comprises a method for operating a
Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: 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 generatorischen 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, for example, in dependence on an operating strategy, a driver's request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available to a vehicle. The switching elements for setting the corresponding functionality or the operating mode of the transmission are activated 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 stages, or the various modes or operating modes, for example 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. following description with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen 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 Figur 4: ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einer 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
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. Insbesondere umfasst das doppelte Planetengetriebe 5 einen ersten Planetensatz PI, der das erste Sonnenrad Sl umkreist und mit dem ersten Sonnenrad Sl und mit dem Hohlrad Hl kämmt. Insbesondere umfasst das doppelte Planetengetriebe 5 einen zweiten Input shaft 10 and the output shaft 11. Furthermore, the transmission 100 comprises a double planetary gear 5, in particular a Ravigneaux set, with a first and a second sun gear Sl, S2, a common planet carrier P and a ring gear Hl. In particular, the double planetary gear 5 comprises a first planetary set PI, which orbits the first sun gear Sl and meshes with the first sun gear Sl and with the ring gear Hl. In particular, the double planetary gear 5 comprises a second
Planetensatz P2, der das zweite Sonnenrad S2 umkreist und mit dem zweiten Sonnenrad S2 und mit dem ersten Planetensatz PI kämmt. Insbesondere fixiert der Planetenträger P die Abstände des ersten und zweiten Planetensatzes PI,Planetary gear set P2, which orbits the second sun gear S2 and meshes with the second sun gear S2 and with the first planetary gear set PI. In particular, the planet carrier P fixes the distances between the first and second planetary set PI,
P2 zueinander sowie ihrer Planeten jeweils untereinander. Weiter umfasst das Getriebe 100 noch ein einfaches Planetengetriebe 6 mit einem Sonnenrad S3, einem Planetenträger P3 und einem Hohlrad H3. Die Eingangswelle 10 ist mit dem Planetenträger P des doppelten Planetengetriebes 5 gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes P2 to each other and their planets to each other. 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 coupled to the planet carrier P of the double planetary gear 5 and is thus connected to it in a rotationally fixed manner. The transmission 100 further includes a first
Schaltelement SEI und ein zweites Schaltelement SE2, ein drittes Schaltelement SE3 und ein viertes Schaltelement SE4. Das erste Schaltelement SEI, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das erste Sonnenrad Sl des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Hohlrad H3 des einfachen Switching element SEI and a second switching element SE2, a third switching element SE3 and a fourth switching element SE4. The first shift element SEI, in particular a clutch, is set up to connect the first sun gear S1 of the double planetary gear 5 with the ring gear H3 of the simple one
Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Das zweite Schaltelement SE2, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das zweite Sonnenrad S2 des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Sonnenrad S3 des einfachen Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Das dritte Schaltelement SE3 und das vierten Schaltelement SE4, insbesondere eine oder zwei Kupplungen, sind dazu eingerichtet, das Hohlrad Hl des doppelten Planetengetriebes 5 mit dem Sonnenrad S3 des einfachen Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Weiter kann das Getriebe 100 ein fünftes Schaltelement SE5 und ein sechstes Schaltelement SE6 umfassen. Das fünftes Schaltelement SE5, 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 sechste To connect or disconnect planetary gear 6. The second shift element SE2, in particular a clutch, is set up to act as the second sun gear To connect S2 of the double planetary gear 5 with the sun gear S3 of the simple planetary gear 6 or to separate. The third shift element SE3 and the fourth shift element SE4, in particular one or two clutches, are designed 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 transmission 100 can further comprise a fifth shift element SE5 and a sixth shift element SE6. The fifth shift element SE5, in particular a brake, is set up to brake or release the ring gear H3 of the simple planetary gear 6, in particular by the brake connecting the ring gear to a fixed point or, for example, supporting it on the housing (not shown) of the gear 100. The sixth
Schaltelement SE6 ist mittels des dritten Schaltelements SE3 mit dem Hohlrad Hl des doppelten Planetengetriebe 5 koppelbar. Das sechste Schaltelement SE3, 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. 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 Shift element SE6 can be coupled to the ring gear Hl of the double planetary gear 5 by means of the third shift element SE3. The sixth shift element SE3, 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, for example, supports it on the housing (not shown) of the gear 100. 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
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 über ein optionales Stirnrad 15 mit dem Hohlrad Hl des doppelten Planetengetriebes 5 und dem dritten Drive unit 7 is connected to the input shaft 10. The second drive unit 8, in particular an electrical machine, is used for the operation of the transmission 100 as shown in FIG. 1 via an optional spur gear 15 with the ring gear Hl of the double planetary gear 5 and the third
Schaltelement SE3 gekoppelt oder verbunden. Für eine Optimierung der Übersetzungsverhältnisse ist die Ausgangswelle 11 beispielsweise über einen Abtrieb, insbesondere einen Stirnradsatz, 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 Steuerleitungen zwischen der Ansteuerung 50 und den einzelnen 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. 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. Dabei bedeutet ein Kreuz X, dass das Schaltelement geschlossen und belastet ist. Ein Kreuz in Klammern (X) bedeutet, dass das Schaltelement geschlossen und unbelastet ist. Die Aktivierung dieser Schaltelemente ist optional. Es ergibt sich allerdings dadurch der Vorteil, dass einfacheres und insbesondere zugkraftunterbrechungsfreie Schalten in einen anderen Gang ermöglicht wird. 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 acht Gänge G1...G7, R einstellen lassen, wobei der erste Gang Gl das höchste Switching element SE3 coupled or connected. To optimize the transmission ratios, the output shaft 11 is connected, for example, via an output, in particular a spur gear set, 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 control lines between the control 50 and the individual switching elements SE1... SE6 are only indicated as arrows 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. 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. A cross X means that the switching element is closed and loaded. A cross in brackets (X) means that the switching element is closed and unloaded. The activation of these switching elements is optional. However, this results in the advantage that shifting into another gear is made possible in a simpler and, in particular, traction-free manner. 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 eight gears G1 ... G7, R can be set, with the first gear Gl being the highest
Übersetzungsverhältnis und der siebte Gang G7 das niedrigste Gear ratio and seventh gear G7 the lowest
Übersetzungsverhältnis aufweist. Bei den Gängen G1...G7, 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...G7, R entweder von dem ersten Antriebsaggregat 7 alleine oder mit dem zweiten Has transmission ratio. In the gears G1 ... G7, 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 gears G1 ... G7, R either by the first drive unit 7 alone or with the second
Antriebsaggregat 8 zusammen angetrieben. Insbesondere sind dies Drive unit 8 driven together. In particular, these are
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 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 oder Betriebsmodi an, in denen nur das zweite Antriebsaggregat mit der Ausgangswelle 11 verbunden ist. Hierzu müssen insbesondere das erste und das zweite Schaltelement geöffnet sein, damit keine Verbindung zum ersten 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. 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 following lines of the matrix are followed by the gears E1 or operating modes in which only the second drive unit is connected to the output shaft 11. For this purpose, in particular the first and the second switching element must be opened so that there is no connection to the first drive unit. These are in particular electromotive gears, for example when the second The drive unit is an electrical machine. A vehicle can advantageously be operated locally emission-free in these aisles.
Mittels Schließens des ersten und wahlweise des zweiten oder vierten und sechsten Schaltelements und Öffnen der anderen Schaltelemente (SE2...SE6) ergeben sich zwei leistungsverzweigter Betriebe, der eCVTl- und eCVT2-Modus, welcher eine voneinander unabhängige Vortriebsleistung an der Ausgangswelle 11 und Ladeleistung des zweiten Antriebsaggregates 8 ermöglicht. Insbesondere eignet sich dieser Betriebsmodus zum hybridischen Anfahren bei niedrigem Batterieladezustand, da ein stufenloses Verändern der Übersetzungsverhältnisse und damit insbesondere stufenloses Beschleunigen bei gleichzeitigem By closing the first and optionally the second or fourth and sixth shifting element and opening the other shifting elements (SE2 ... SE6), two power-split operations result, the eCVTl and eCVT2 mode, which have independent propulsion power on the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 8 allows. In particular, this operating mode is suitable for hybrid starting when the battery state of charge is low, since the gear ratios can be continuously changed and thus in particular continuously accelerated at the same time
generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates 8 möglich ist. generator operation of the second drive unit 8 is possible.
Ein weiterer Modus CH, oder auch Standladen, genannt, ergibt sich, wenn das zweite, das dritte und das vierte Schaltelement SE2, SE3, SE4 geschlossen sind und alle weiteren Schaltelemente geöffnet sind oder alternative das erste und das fünfte Schaltelement SEI, SE5 geschlossen sind und alle weiteren Another mode CH, or also called stationary loading, results when the second, third and fourth switching elements SE2, SE3, SE4 are closed and all other switching elements are open or, alternatively, the first and fifth switching elements SEI, SE5 are closed and all others
Schaltelemente geöffnet sind. Die Antriebsaggregate 7 und 8 werden dabei miteinander gekoppelt, wobei keine Verbindung zur Ausgangswelle 11 besteht.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 diesem Betriebsmodus kann während des Stillstands der Ausgangswelle, insbesondere eines Fahrzeugs, mittels des ersten 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 Antriebsaggregates 8 auch das erste 7 angetrieben werden und beispielsweise ein Verbrennungsmotorstart oder eine Diagnose des Verbrennungsmotors durchgeführt werden, falls das erste In this operating mode, while the output shaft, in particular a vehicle, is at a standstill, the second 8 can be driven by means of the first drive unit 7, for example used as a generator to charge an electrical energy source 70, in particular a battery. Alternatively, the first 7 can also be driven by means of the second drive unit 8 and, for example, an internal combustion engine start or a diagnosis of the internal combustion engine can be carried out if the first
Antriebsaggregat 7 ein Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 8 eine elektrische Maschine ist. 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 zugkraftunterbrechungsfrei schaltbaren Gänge. Auf der linken Seite sind die elektromotorischen Gänge El, E2 und in der Mitte die acht FIG. 3 shows a graphic representation of the shiftability matrix of the gears that can be shifted without interruption in traction. On the left are the electromotive gears El, E2 and in the middle the eight
verbrennungsmotorischen Gänge G1...G7, R und auf der rechten Seite die beiden eCVT-Gänge eCVTl, eCVT2 dargestellt. Dabei symbolisiert der durchgezogene Pfeil zugkraftunterbrechungsfreie Übergänge zwischen zwei Gängen und der gestrichelte Pfeil normale Übergänge zwischen zwei Gängen.Combustion engine gears G1 ... G7, R and on the right side the two eCVT gears eCVTl, eCVT2 shown. The solid arrow symbolizes transitions between two gears without interruption of traction and the dashed arrow symbolizes normal transitions between two gears.
So ist es bei den verbrennungsmotorischen Gänge Gl bis R es immer möglich in den nächsthöheren Gang zu schalten. Des Weiteren kann vom ersten Gang Gl in den dritten Gang G3, in den vierten Gang G4 und in den achten Gang R, vom zweitem Gang G2 in den vierten Gang G4, von dem dritten Gang G3 in den sechsten Gang G6 und in den achten Gang R, von dem vierten Gang G4 in der sechsten Gang G6 und in den siebten Gang G7, von dem fünften Gang in den siebten Gang G7 und von dem sechsten Gang in den achten Gang R zugkraftunterbrechungsfrei gewechselt werden. Der achte Gang R ist ein Rückwärtsgang. So it is always possible in the internal combustion engine gears Gl to R to shift into the next higher gear. Furthermore, from first gear Gl into third gear G3, into fourth gear G4 and into eighth gear R, from second gear G2 into fourth gear G4, from third gear G3 into sixth gear G6 and into eighth gear R, from fourth gear G4 to sixth gear G6 and into seventh gear G7, from fifth gear to seventh gear G7 and from sixth gear to eighth gear R can be changed without interruption of traction. The eighth gear R is a reverse gear.
Weiter kann vom elektromotorischen ersten Gang El der Verbrennungsmotor im ersten Gang Gl und im zweiten Gang G2 gestartet werden. Dabei ist insbesondere der Start des Verbrennungsmotors im zweiten Gang G2 als sogenannter Komfortstart möglich. Furthermore, the internal combustion engine can be started in first gear Gl and in second gear G2 from the electromotive first gear El. In particular, the internal combustion engine can be started in second gear G2 as a so-called comfort start.
Zwischen dem ersten und zweite eCVT-Gang eCVTl, eCVT2 kann Between the first and second eCVT gear eCVTl, eCVT2 can
zugkraftunterbrechungsfrei gewechselt werden. Des Weiteren kann vom ersten eCVT-Gang zugkraftunterbrechungsfrei in den dritten, vierten, fünften und sechsten verbrennungsmotorischen Gang G3, G4, G5, G6 und vom zweiten eCVT-Gang zugkraftunterbrechungsfrei in den fünften und siebten can be changed without interruption of traction. Furthermore, from the first eCVT gear to the third, fourth, fifth and sixth internal combustion engine gears G3, G4, G5, G6 and from the second eCVT gear to the fifth and seventh without interruption of traction
verbrennungsmotorischen Gang G5, G7 gewechselt werden. Internal combustion engine gear G5, G7 can be changed.
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 Leistung, welche an einer Komponente des Getriebes 100 anliegen oder übertragen werden soll. Diese Komponenten sind insbesondere die 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 a power to be transmitted, which 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 acht Gänge G1...G7, R oder der zwei Gänge E1... E2, welche nur mit dem zweiten Antriebsaggregat betrieben werden, oder auch die besonderen Funktionen eCVTl, eCVT2 oder Standladen CHI, CH2 darstellen. In 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 default signal BV can also have a specific operating mode such as one of the eight gears G1 ... G7, R or the two gears E1 ... E2, which are only operated with the second drive unit, or also represent the special functions eCVT1, eCVT2 or stationary drawer CHI, CH2. In
Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals BV werden die Schaltelemente SEI bis SE6 entsprechend der Schaltmatrix angesteuert, um das Getriebe 100 in den entsprechenden Gang oder Betriebsmodus zu schalten. Für eine The switching elements SEI to SE6 are activated in accordance with the switching matrix as a function of this operating specification signal BV in order to switch 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, welches mit zwei 1. Transmission (100) for a hybrid drive arrangement, which with two
Antriebsaggregaten (7, 8) koppelbar ist, mit Drive units (7, 8) can be coupled with
einer Eingangswelle (10) und einer Ausgangswelle (11), an input shaft (10) and an output shaft (11),
mindestens einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten at least a first, a second, a third and a fourth
Schaltelement (SEI, SE2, SE3, SE4), Switching element (SEI, SE2, SE3, SE4),
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 Sonnenrad (Sl) des doppelten Planetengetriebes mittels des ersten Schaltelements (SEI) koppelbar ist mit dem Hohlrad (H3) des einfachen Planetengetriebes (6), wherein the first sun gear (Sl) of the double planetary gear can be coupled to the ring gear (H3) of the simple planetary gear (6) by means of the first switching element (SEI),
wobei das zweite Sonnenrad (S2) des doppelten Planetengetriebes mittels des zweiten Schaltelements (SE2) koppelbar ist mit dem Sonnenrad (S3) des einfachen Planetengetriebes (6), wherein the second sun gear (S2) of the double planetary gear can be coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6) by means of the second switching element (SE2),
wobei das Hohlrad (Hl) des doppelten Planetengetriebes (5) mit dem dritten Schaltelement (SE3) gekoppelt ist und das dritte Schaltelement (SE3) mit dem vierten Schaltelement (SE4) gekoppelt ist und das vierte Schaltelement (SE4) mit dem Sonnenrad (S3) des einfachen Planetengetriebes (6) gekoppelt ist, so dass das Hohlrad (Hl) des doppelten Planetengetriebes (5) mittels des dritten wherein the ring gear (Hl) of the double planetary gear (5) is coupled to the third shifting element (SE3) and the third shifting element (SE3) is coupled to the fourth shifting element (SE4) and the fourth shifting element (SE4) is coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6) is coupled so that the ring gear (Hl) of the double planetary gear (5) by means of the third
Schaltelements (SE3) und des vierten Schaltelements (SE4) koppelbar ist mit dem Sonnenrad (S3) des einfachen Planetengetriebes (6), Switching element (SE3) and the fourth switching element (SE4) can be coupled to the sun gear (S3) of the simple planetary gear (6),
und wobei die Ausgangswelle (11) mit dem Planetenträger (P3) des einfachen Planetengetriebes (6) gekoppelt ist. and wherein the output shaft (11) is coupled to the planet carrier (P3) of the simple planetary gear (6).
2. Getriebe nach Anspruch 1, mit einem fünften Schaltelement (SE5), welches dazu eingerichtet ist, die das Hohlrad (H3) des einfachen Planetengetriebes (6) abzubremsen oder freizugeben. 2. Transmission according to claim 1, with a fifth switching element (SE5) which is set up to brake or release the ring gear (H3) of the simple planetary gear (6).
3. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem sechsten Schaltelement (SE6), welches dazu eingerichtet ist, das Hohlrad (Hl) des doppelten Planetengetriebes (5) über das dritte Schaltelement (SE3) abzubremsen oder freizugeben. 3. Transmission according to one of the preceding claims, with a sixth switching element (SE6) which is configured to brake or release the ring gear (Hl) of the double planetary gear (5) via the third switching element (SE3).
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste, das 4. Transmission according to one of the preceding claims, wherein the first, the
zweite, das dritte und/oder das vierte Schaltelement (SEI, SE2, SE3, SE4) eine Kupplung umfasst. second, third and / or fourth shift element (SEI, SE2, SE3, SE4) comprises a clutch.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fünfte und/ oder das sechste Schaltelement (SE5, SE6) eine Bremse umfasst. 5. Transmission according to one of the preceding claims, wherein the fifth and / or the sixth switching element (SE5, SE6) comprises a brake.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erstes 6. 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 Hohlrad (Hl) des doppelten Planetengetriebes (5) gekoppelt ist. 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 ring gear (Hl) of the double planetary gear (5).
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ändern der 7. Transmission according to one of the preceding claims, wherein changing the
Übersetzungsverhältnisse des Getriebes (100) zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt. Transmission ratios of the transmission (100) takes place without interruption of traction.
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ansteuerung (50) zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente (SE1...SE6) in 8. 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).
9. Hybridantriebsanordnung (200) mit einem Getriebe (100) nach einem der 9. Hybrid drive arrangement (200) with a transmission (100) according to one of the
Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hybridantriebsanordnung ein zweites Claims 1 to 8, wherein the hybrid propulsion arrangement is 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).
10. Fahrzeug (300) mit einer Hybridantriebsanordnung (200) nach Anspruch 9. 10. The vehicle (300) having a hybrid drive arrangement (200) according to claim 9.
11. Verfahren (400) zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung (200) mit einem 11. Method (400) for operating a hybrid drive arrangement (200) with a
Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 1-8 mit den Schritten: Transmission (100) according to one of claims 1-8 with the steps:
Ermitteln (410) eines Betriebsvorgabesignals (BV) Determining (410) an operating default signal (BV)
Ansteuern (420) mindestens eines der Schaltelemente (SE1...SE6) zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes (100) in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (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).
12. Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren (400) nach Anspruch 11 auszuführen. 12. A computer program which is set up to carry out the method (400) according to claim 11.
13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist. 13. Machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 12 is stored.
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