WO2020249338A1 - Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung - Google Patents

Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2020249338A1
WO2020249338A1 PCT/EP2020/063046 EP2020063046W WO2020249338A1 WO 2020249338 A1 WO2020249338 A1 WO 2020249338A1 EP 2020063046 W EP2020063046 W EP 2020063046W WO 2020249338 A1 WO2020249338 A1 WO 2020249338A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
planetary gear
transmission
gear
coupled
planet carrier
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/063046
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Eszterle
Rolf Lucius Dempel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2020249338A1 publication Critical patent/WO2020249338A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2048—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with seven engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a hybrid drive arrangement. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, a vehicle with a hybrid drive arrangement and a method for operating the hybrid drive arrangement as well as a computer program and a
  • Dual clutch transmission which enables the operation of a hybrid vehicle
  • Coupled or “coupled” is used in the following in the sense of a fixed connection.
  • the term “couplable” in the context of the present description includes both fixed and switchable connections. If a switchable connection is specifically meant, the corresponding switching element, in particular a brake or a
  • Coupled or “coupled” is generally used and the term “couplable” is dispensed with.
  • the use of the term “couplable” without specifying a specific switching element thus indicates the intended inclusion of both cases. This distinction is made solely for the sake of better comprehensibility and in particular to clarify where the provision of a switchable connection instead of a fixed connection that is usually easier to implement.
  • the above definition of the term “coupled” or “coupled” is therefore by no means like this narrowly interpreted that haphazardly inserted couplings for the purpose of bypassing led out of its literal sense.
  • a transmission for a hybrid drive arrangement which can be coupled to two drive units, with an input shaft and an output shaft, at least a first, a second, a third and a fourth shift element and a first, a second and a third planetary gear, the input shaft is coupled to the sun gear of the second planetary gear, and wherein the input shaft can be coupled to the sun gear of the first planetary gear by means of the first shifting element, the second shifting element being set up to brake or release the planet carrier of the first planetary gear, the ring gear of the first planetary gear by means of the
  • the third shifting element can be coupled to the ring gear of the second planetary gear, the fourth shifting element being set up to brake or release the sun gear of the third planetary gear, the ring gear of the first planetary gear being connected to the
  • Planet carrier of the third planetary gear is coupled, and wherein the output shaft is coupled to the planet carrier of the second planetary gear and the ring gear of the third planetary gear.
  • 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 shift element and a first, a second and a third planetary gear.
  • the input shaft is coupled to the sun gear of the second planetary gear and thus connected to it in a rotationally fixed manner.
  • a coupling is thus 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 input shaft can be coupled to the sun gear of the first planetary gear by means of the first shift element.
  • the second shift element is set up to brake or release the planet carrier of the first planetary gear, in particular to connect the planet carrier to a fixed point or the housing, to couple it or to support the planet carrier or on the housing.
  • the braking of the Planet carrier includes reducing the speed of the planet carrier, in particular until the planet carrier comes to a standstill. Releasing the planet carrier includes releasing the brake so that the planet carrier accelerates in accordance with the forces acting on the planet carrier.
  • the ring gear of the first planetary gear is coupled to the planet carrier of the third planetary gear and thus connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear of the first planetary gear can be connected to the ring gear of the second planetary gear by means of the third shift element.
  • the fourth shift element is set up to brake or release the sun gear of the third planetary gear, in particular to connect the sun gear to a fixed point or the housing, to couple it or to support the sun gear or on the housing.
  • Braking the sun gear includes reducing the speed of the sun gear, in particular until the sun gear comes to a standstill.
  • Releasing the sun gear includes releasing the brake so that the sun gear accelerates according to the forces acting on the sun gear.
  • the output shaft is coupled to the planet carrier of the second planetary gear and to the ring gear of the third planetary gear and is thus connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the output shaft can be coupled to an output.
  • the output is in particular a shaft or an axle that transmits the movement of the output shaft to the mechanical drive train of a vehicle, for example to a differential or to a drive wheel.
  • a transmission is advantageously provided which transmits the speed and the torque applied to the input shaft to the output shaft with a first gear ratio in the transmission when the first, second and third and the fourth shift element is open. When the second, third and fourth are closed and the first is open.
  • the transmission according to the invention is particularly suitable for a drive system that has a
  • the transmission includes a fifth one
  • To connect planetary gear with the ring gear of the second planetary gear can be coupled, and to connect the input shaft via the first shift element can be coupled to the ring gear of the second planetary gear.
  • a fifth shift element is provided for the transmission, which the
  • the input shaft connects to the ring gear of the second planetary gear via the first switching element and the sun gear of the first planetary gear can be coupled to the ring gear of the second planetary gear.
  • the transmission comprises a sixth shifting element which is set up to connect the input shaft to the planet carrier of the first planetary transmission in a couplable manner.
  • a sixth shifting element is provided for the transmission, which connects the input shaft to the planet carrier of the first planetary transmission so that it can be coupled.
  • a fifth gear ratio results.
  • the first, fourth and sixth is closed and the second, third and fifth switching element is open, there is a sixth gear ratio in
  • the transmission comprises a seventh shifting element, the ring gear of the first planetary gear being able to be coupled to the ring gear of the third by means of the seventh shifting element
  • a seventh shifting element is provided for the transmission, which connects the ring gear of the first planetary gear with the ring gear of the third planetary gear, the planet carrier of the second planetary gear and the output shaft connectable connects.
  • the first, the second, the third, the fourth, the fifth, the sixth and / or the seventh shifting element comprises a clutch.
  • a clutch can in particular be a dry clutch, wet clutch, friction clutch, slip clutch or
  • the second, the third, the sixth and / or the seventh shifting element are designed as a dog clutch. It would be particularly advantageous to design the second and the sixth and / or the third and the seventh shifting element as a double clutch in which both shifting elements are open or alternately one shifting element of the double clutch is closed.
  • the first, fourth and fifth shifting elements are designed as a slip clutch or as a friction clutch.
  • the second and / or the fourth switching element comprises a brake.
  • the second and / or fourth switching element is designed as a brake, in particular a dry or wet brake or as a dog clutch.
  • a possibility for controllable release and braking of the planet carrier of the first planetary gear and / or the sun gear of the third is advantageous
  • a first drive unit in particular an internal combustion engine, is coupled to the input shaft and / or a second drive unit, in particular an electrical machine, is coupled to the ring gear of the first planetary gear and the planet carrier of the third planetary gear.
  • the first drive unit is coupled on the input side to the input shaft.
  • the second drive unit is coupled to the ring gear of the first planetary gear and the planet carrier of the third planetary gear.
  • Drive unit for example an electrical machine, for example for charging a battery, the first drive unit or the
  • Internal combustion engine can be connected to the electrical machine by closing the first and sixth switching element and opening the second, third, fourth, fifth and seventh 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. For example, when the output shaft is at a standstill, direct transmission of the rotational energy from the first drive unit to the second drive unit or vice versa is made possible.
  • Power-split operation of the transmission is made possible by closing the third shift element and opening the first, second, fourth, fifth and seventh shift element.
  • the sixth switching element can optionally be opened or closed.
  • the first drive unit acts on the sun gear of the second planetary gear and the electrical machine on the ring gear of the second planetary gear.
  • the planet carrier of the second planetary gear is connected to the output shaft.
  • 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 propulsion power at the
  • Output shaft and the charging power for the generator operation of the electric machine can be set independently of one another. Charging while stationary or crawling (> 0km / h to approx. 10KM / h) and a smooth, comfortable transition from stationary charging mode to crawling charging mode and driving mode with fixed gear ratio or in fixed gear is advantageously made possible.
  • first and fifth shift elements When the first and fifth shift elements are open, the input shaft, and thus the first drive unit, are decoupled from the output shaft.
  • the seventh shift element When the seventh shift element is closed, the second drive unit is connected to the output shaft via a first transmission (first electrical transmission), so that the output shaft can only be driven by means of the second drive unit.
  • a second transmission second electrical transmission
  • the first drive unit can be driven and, for example, started if the first drive unit is on
  • Translation can be started.
  • the first drive unit for the seventh ratio can be started by closing the first and the second shift element.
  • the first drive unit for the seventh ratio can be started by closing the first, fifth and / or the sixth shifting element.
  • a comfort start is characterized by the fact that the start takes place without interruption of traction.
  • 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.
  • Transmission ratios of the transmission without interruption of traction 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.
  • the transmission includes a control for controlling at least one of the shift elements in
  • a control is provided which depends on a predetermined operating signal, for example a requested torque, a predetermined speed, or a specific operating point
  • Output shaft of the transmission to be related to the input shaft or to the shafts to be connected to the drive units. Control of the transmission is advantageously made possible.
  • the invention also relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, the hybrid drive arrangement comprising a first drive unit and a second drive unit and / or a pulse-controlled inverter and / or an electrical energy source.
  • the hybrid drive arrangement comprises a first and a second drive unit.
  • the hybrid drive arrangement comprises a pulse-controlled inverter and / or an electrical machine.
  • the drive unit is in particular coupled or connected to the input shaft.
  • the second drive unit is in particular with the ring gear of the first planetary gear and the planet carrier of the third planetary gear paired or connected.
  • the pulse inverter is in particular for
  • an electrical energy source for example a battery and / or a fuel cell.
  • a hybrid drive arrangement which is set up for use in a vehicle is advantageously provided.
  • the invention further comprises a vehicle with one described
  • Hybrid drive arrangement A vehicle is advantageously provided which comprises a hybrid drive arrangement.
  • the invention further comprises a method for operating a
  • Hybrid drive arrangement with a transmission The procedure consists of the following steps:
  • a method for operating a hybrid drive arrangement with a transmission is provided. An operating default signal is determined.
  • At least one of the switching elements is closed or opened for setting the functionality of the transmission or a corresponding operating mode as a function of the operating specification signal.
  • the default operating signal is specified as a function of an operating strategy, a driver's request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available, for example, in a vehicle.
  • the switching elements for setting the corresponding functionality or the operating mode of the transmission are 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 steps, or the various modes or operating modes, for example a generator operation of the second drive unit when the output shaft is at a standstill or the eCVT mode.
  • a method for operating the hybrid drive arrangement is advantageously provided. 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
  • 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 8, in particular an internal combustion engine, and a second drive unit 9, 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 9 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 first planetary gear 5, a second planetary gear 6 and a third Planetary gear 7. Furthermore, the gear 100 comprises a first shift element SEI, a second shift element SE2, a third shift element SE3 and a fourth shift element SE4.
  • the first shift element SEI in particular a clutch, is set up to connect or disconnect the input shaft 10 to the sun gear S1 of the first planetary gear 5.
  • the second shift element SE2 is set up to brake or release the planet carrier PI of the first planetary gear 6, in particular in that the brake supports the planet carrier PI with a fixed point or, for example, on the housing (not shown) of the gear 100.
  • the input shaft 11 is firmly coupled or connected to the sun gear S2 of the second planetary gear 6.
  • the ring gear Hl of the first planetary gear 5 is permanently coupled to the planet carrier P3 of the third planetary gear 7.
  • the ring gear Hl of the first planetary gear 5 can be coupled to the ring gear H2 of the second planetary gear 6 by means of the third shift element SE3.
  • the fourth shift element SE4 is for this purpose set up to brake or release the sun gear S3 of the third planetary gear 7, in particular in that the brake supports the sun gear S3 with a fixed point or, for example, on the housing (not shown) of the gearbox 100.
  • the output shaft 11 is firmly connected to the planet carrier P2 of the second planetary gear 6 and the ring gear H3 of the third planetary gear 7.
  • the transmission can also have a fifth shift element SE5, a sixth
  • Switching element SE6 and a seventh switching element SE7 comprise.
  • the fifth shift element SE5, in particular a clutch is set up to connect or disconnect the input shaft to the ring gear H2 of the second planetary gear 6 via the second shift element SE2.
  • the fifth shift element SE5 is also designed to connect or disconnect the sun gear S1 of the first planetary gear with the ring gear H2 of the second planetary gear 6.
  • the sixth shift element SE6, in particular a clutch is set up to connect or disconnect the input shaft to the planet carrier PI of the first planetary gear 5.
  • the seventh shift element SE7, in particular a clutch is set up to connect or disconnect the ring gear Hl of the first planetary gear 5 with the ring gear H3 of the third planetary gear 7 and the output shaft 11.
  • the first, the fourth and the fifth shift element SEI, SE4, SE5 can each be designed as power shift elements, such as a friction clutch or a slip clutch.
  • Switching element SE2, SE3, SE6, SE7 be designed as a claw clutch, in particular as a double clutch or as a double synchronizing unit.
  • the transmission is also set up to be coupled or connected to a first drive unit 8 via the input shaft 10 for operation.
  • a first drive unit 8 via the input shaft 10 for operation.
  • the Drive unit 8 is connected to the input shaft 10.
  • the second drive unit 9, in particular an electrical machine, is connected to a further shaft 10a by means of a spur gear 15 for the operation of the transmission 100, as shown in FIG.
  • the second drive unit 9 is coupled or connected to the ring gear Hl of the first planetary gear 5 and to the planet carrier P3 of the third planetary gear 7 via this further shaft 10a.
  • an optional further spur gear on the output shaft 11 is not shown in FIG. 1.
  • the output shaft 11 can be connected, for example, via an output, in particular a spur gear set, to a differential via which the movements are transmitted to the wheels 310 will.
  • 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 switching elements SE1... SE7 are indicated by the arrows on the control 50. These control lines are not shown in full for better illustration.
  • the communication between the switching elements and the device can, however, also take place by means of a BUS system or wirelessly.
  • Figure 2 shows a switching matrix of the transmission.
  • the individual switching elements SE1 ... SE7 are indicated and in the last column an example between the input shaft and the output shaft
  • the shift matrix shows that, depending on the combination of the seven shift elements, seven gears G1 ... G6, R can be set, with the first gear Gl having the highest gear ratio and the sixth gear G6 the lowest gear ratio.
  • the R gear is the reverse gear. In these gears, there is a fixed speed ratio between the input and output shaft according to the translation and a first and second drive unit drive the either individually or together
  • Output shaft 11 are internal combustion engine or hybrid gears, for example when the drive unit is on
  • Internal combustion engine and the second drive unit is an electric machine. These gears also enable an increase in 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 traveling, or regenerative braking.
  • Output shaft 11 is connected.
  • the first and the fifth switching element SEI, SE5 must be open so that there is no connection to the first drive unit 8.
  • electromotive gears for example when the second drive unit 9 is an electric machine.
  • a vehicle can advantageously be operated locally emission-free in one of these gears.
  • closing the third switching element SE3 and opening the first, second, fourth, fifth and / or seventh switching element SEI, SE2, SE4, SE5, SE7 and optionally closing the sixth switching element SE6, a power-split operation, the eCVT mode results Independent propulsion power on the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 9 enables.
  • this operating mode is suitable for hybrid starting when the battery charge state is low, since the transmission ratios can be continuously changed and thus in particular continuously accelerated with simultaneous generator operation of the second drive unit 9.
  • Another mode CH or also called stationary charging, results when the first and sixth switching elements SEI, SE6 are closed and all further switching elements SE2, SE3, SE4, SE5, SE7 are open.
  • Drive units 8 and 9 are coupled to one another, with no connection to the output shaft 11.
  • the second drive unit 8 can be used to drive the second 9, for example as a generator to charge an electrical energy source 70, for example a battery.
  • the first drive unit 8 can also be driven by means of the second drive unit 9 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 8 is an internal combustion engine and the second drive unit 9 is an electrical machine.
  • FIG. 3 shows a graphic representation of the shiftability matrix of the shiftable gears.
  • the electromotive gears El, E2 On the left side the electromotive gears El, E2 and in the middle the seven combustion engine gears G1 ... G6, R and on the right side the eCVT mode.
  • the solid arrow symbolizes transitions without interruption of traction and the dashed arrow symbolizes switchable transitions between two gears. So it is always possible to shift into the next higher gear with the internal combustion engine gears Gl to R.
  • first gear Gl to third gear G3 and from fourth gear G4 to sixth gear G6 Furthermore, from first gear Gl to third gear G3 and from fourth gear G4 to sixth gear G6
  • the internal combustion engine can be changed without interruption of traction.
  • the internal combustion engine can also be started in fourth gear G4 and in seventh gear R from the electromotive first gear El. From
  • the internal combustion engine can be started in fourth gear G4, fifth gear G5 and sixth gear G6.
  • a comfort start is characterized by the fact that the start takes place without interruption of traction.
  • 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... SE7 is activated for setting the functionality of the transmission 100 as a function of the operating default signal BV.
  • the method ends with step 425.
  • the default operating signal BV is either a parameter for a physical variable in the transmission 100 such as e.g. a torque or a speed or one to be transmitted
  • Operating specification signal BV also has a specific operating mode such as one of the seven internal combustion engine gears G1 ... G6, R or the two
  • Electromotive gears El, E2 which are only operated with the second drive unit, or also represent the special functions eCVT or stationary shop CH.
  • the shift elements SEI to SE7 are activated in accordance with the shift matrix in order to shift the transmission 100 into the corresponding gear or operating mode.
  • closed state passes while another goes from the closed to the open state.

Abstract

Getriebe (100) für eine Hybridantriebsanordnung, welches mit zwei Antriebsaggregaten (8,9) koppelbar ist, mit einer Eingangswelle (10) und einer Ausgangswelle (11), mindestens einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Schaltelement (SE1, SE2, SE3, SE4), und einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetengetriebe (5,6,7), wobei die Eingangswelle (10) mit dem Sonnenrad (S2) des zweiten Planetengetriebes (6) gekoppelt ist, und wobei die Eingangswelle mittels dem ersten Schaltelement (SE1) koppelbar ist mit dem Sonnenrad (S1) des ersten Planetengetriebes (5), wobei das zweite Schaltelement (SE2) dazu eingerichtet ist den Planetenträger (P1) des ersten Planetengetriebes (5) abzubremsen oder freizugeben, wobei das Hohlrad (H1) des ersten Planetengetriebes (5) mittels dem dritten Schaltelement (SE3) koppelbar ist mit dem Hohlrad (H2) des zweiten Planetengetriebes (6), wobei das vierte Schaltelement (SE4) dazu eingerichtet ist das Sonnenrad (P3) des dritten Planetengetriebes (7) abzubremsen oder freizugeben, wobei das Hohlrad (H1) des ersten Planetengetriebes (5) mit dem Planetenträger (P3) des dritten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist, und wobei die Ausgangswelle (11) mit dem Planetenträger (P2) des zweiten Planetengetriebes (6) und dem Hohlrad (H3) des dritten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist.

Description

Beschreibung
Titel
GETRIEBE FÜR EINE HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, HYBRIDANTRIEBSANORDNING, FAHRZEUG, UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DER HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung. Ferner betrifft die Erfindung eine Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe, ein Fahrzeug mit einer Hybridantriebsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb der Hybridantriebsanordnung sowie ein Computerprogramm und ein
maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Getriebe für Hybridantriebsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die W02010/009943 Al ein
Doppelkupplungsgetriebe, welches den Betrieb eines Hybridfahrzeugs
verbrennungsmotorisch, elektromotorisch und mit beiden Antriebsaggregaten zusammen ermöglicht. Derartige Getriebe sind komplex, schwer und teuer. Es besteht Bedarf an Getriebetopologien mit reduzierter mechanischer Komplexität, verringertem Raumbedarf und verringertem Gewicht.
Der Begriff„gekoppelt" bzw.„angekoppelt“ wird im Folgenden im Sinne einer festen Verbindung benutzt. Im Gegensatz dazu umfasst der Begriff„koppelbar" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sowohl feste als auch schaltbare Verbindungen. Ist konkret eine schaltbare Verbindung gemeint, wird in der Regel das entsprechende Schaltelement, insbesondere eine Bremse oder eine
Kupplung, explizit angegeben. Ist hingegen konkret eine feste, starre oder drehfeste Verbindung gemeint, wird in der Regel der Begriff„gekoppelt" bzw. „angekoppelt“ verwendet und auf die Verwendung des Begriffs„koppelbar" verzichtet. Die Verwendung des Begriffs„koppelbar" ohne Angabe eines konkreten Schaltelementes deutet somit auf den beabsichtigten Einschluss beider Fälle hin. Diese Unterscheidung erfolgt allein zugunsten der besseren Verständlichkeit und insbesondere zur Verdeutlichung, wo das Vorsehen einer schaltbaren Verbindung anstelle einer in der Regel leichter realisierbaren festen Verbindung beziehungsweise Koppelung zwingend erforderlich ist. Die obige Definition des Begriffs„gekoppelt" bzw.„angekoppelt“ ist daher keinesfalls so eng auszulegen, dass willkürlich zu Umgehungszwecken eingefügte Kupplungen aus seinem Wortsinn herausführten.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung bereitgestellt, welches mit zwei Antriebsaggregaten koppelbar ist, mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, mindestens einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Schaltelement und einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetengetriebe, wobei die Eingangswelle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt ist, und wobei die Eingangswelle mittels dem ersten Schaltelement koppelbar ist mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes, wobei das zweite Schaltelement dazu eingerichtet ist den Planetenträger des ersten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben, wobei das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mittels dem dritten Schaltelement koppelbar ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes, wobei das vierte Schaltelement dazu eingerichtet ist das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben, wobei das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit dem
Planetenträger des dritten Planetengetriebes gekoppelt ist, und wobei die Ausgangswelle mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und dem Hohlrad des dritten Planetengetriebes gekoppelt ist.
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
Ausgangswelle, mindestens ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement sowie ein erstes, ein zweites und ein drittes Planetengetriebe. Dabei ist die Eingangswelle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Im Rahmen der Beschreibung ist eine Koppelung somit eine Verbindung, welche starr, beispielsweise einstückig, beispielsweise mittels einer Welle, oder mit einer festen Übersetzung oder Getriebestufe ausgeführt ist. Weiter ist die Eingangswelle mittels des ersten Schaltelements koppelbar mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes verbunden. Das zweite Schaltelement ist dazu eingerichtet den Planetenträger des ersten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben, insbesondere den Planetenträger mit einem Fixpunkt oder dem Gehäuse zu verbinden, zu koppeln oder den Planetenträger bzw. am Gehäuse abzustützen. Das Abbremsen des Planetenträgers umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Planetenträgers, insbesondere bis zum Stillstand des Planetenträgers. Das Freigeben des Planetenträgers umfasst das Lösen der Bremse, so dass der Planetenträger entsprechend der auf den Planetenträger wirkenden Kräfte beschleunigt.
Weiter ist das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes gekoppelt und somit drehfest damit verbunden.
Zusätzlich ist das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mittels dem dritten Schaltelement mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes koppelbar verbunden.
Das vierte Schaltelement ist dazu eingerichtet das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben, insbesondere das Sonnenrad mit einem Fixpunkt oder dem Gehäuse zu verbinden, zu koppeln oder das Sonnenrad bzw. am Gehäuse abzustützen. Das Abbremsen des Sonnenrads umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Sonnenrads, insbesondere bis zum Stillstand des Sonnenrads. Das Freigeben des Sonnenrads umfasst das Lösen der Bremse, so dass das Sonnenrad entsprechend der auf das Sonnenrad wirkenden Kräfte beschleunigt.
Die Ausgangswelle ist mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und mit dem Hohlrad des dritten Planetengetriebes gekoppelt und somit drehfest damit verbunden. Insbesondere ist die Ausgangswelle mit einem Abtrieb koppelbar. Der Abtrieb ist insbesondere eine Welle oder eine Achse, die die Bewegung der Ausgangswelle auf den mechanischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise auf ein Differenzial oder auf ein Antriebsrad überträgt. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, welches die Drehzahl und das Drehmoment, welches an der Eingangswelle anliegt, bei geschlossenem ersten, zweiten und drittem sowie geöffnetem viertem Schaltelement mit einem ersten Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe auf die Ausgangswelle überträgt. Bei geschlossenem zweiten, dritten und vierten sowie geöffnetem ersten
Schaltelement ergibt sich ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle. Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere besonders geeignet für ein Antriebssystem, das mit einer
Spannung von 48V betrieben wird, also auch für Antriebssysteme, die eine höhere Spannung als 48V nutzen. ln einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Getriebe ein fünftes
Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das Sonnenrad des ersten
Planetengetriebes mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes koppelbar zu verbinden, und die Eingangswelle über das erste Schaltelement koppelbar mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes zu verbinden.
Für das Getriebe ist ein fünftes Schaltelement vorgesehen, welches die
Eingangswelle über das erste Schaltelement mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes sowie das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes koppelbar verbindet. Somit ergibt sich bei geöffnetem ersten und vierten Schaltelement und geschlossenem zweiten, dritten und fünften Schaltelement ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle. Bei geschlossenem ersten und fünften sowie geöffnetem zweiten, dritten und vierten Schaltelement ergibt sich eine vierte Übersetzung für den Betrieb des Getriebes.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein sechstes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, die Eingangswelle koppelbar mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes zu verbinden.
Für das Getriebe ist ein sechstes Schaltelement vorgesehen, welches die Eingangswelle mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes koppelbar verbindet. Bei geöffnetem ersten, zweiten und dritten sowie geschlossenem vierten, fünften und sechsten Schaltelement ergibt sich eine fünfte Übersetzung. Beim geschlossenem ersten, vierten und sechsten sowie geöffnetem zweiten, dritten und fünften Schaltelement ergibt sich eine sechste Übersetzung im
Getriebe.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein siebtes Schaltelement, wobei das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mittels des siebten Schaltelementes koppelbar ist mit dem Hohlrad des dritten
Planetengetriebes, dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und der Ausgangswelle.
Für das Getriebe ist ein siebtes Schaltelement vorgesehen, welches das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad des dritten Planetengetriebes, dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und der Ausgangswelle koppelbar verbindet. Bei geschlossenem ersten, zweiten und siebten sowie geöffnetem dritten, vierten, fünften und sechsten Schaltelement ergibt sich eine siebte Übersetzung für den Betrieb des Getriebes, wobei bei dieser Übersetzung die Ausgangswelle sich in die entgegengesetzte Richtung als bei den ersten sechs Übersetzungen dreht.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte, das sechse und/oder das siebte Schaltelement eine Kupplung. Bei einer derartigen Kupplung kann es sich insbesondere um eine Trockenkupplung, Nasskupplung, Reibkupplung, Schlupfkupplung oder
Klauenkupplung handeln. Insbesondere sind das zweite, das dritte, das sechse und/oder das siebte Schaltelement als Klauenkupplung ausgeführt. Dabei wäre es insbesondere vorteilhaft das zweite und das sechste und/oder das dritte und das siebte Schaltelement jeweils als Doppel-Kupplung auszuführen, bei der beide Schaltelemente geöffnet sind oder wechselweise ein Schaltelement der Doppel- Kupplung geschlossen ist. Insbesondere sind das erste, das vierte und das fünfte Schaltelement als Schlupfkupplung oder als Reibkupplung ausgeführt. Insgesamt werden vorteilhafterweise Möglichkeiten für eine steuerbare
Verbindung der Eingangswelle mit den Komponenten der Planetengetriebe und der Komponenten von verschiedenen Planetengetriebe miteinander
bereitgestellt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das zweite und/oder das vierte Schaltelement eine Bremse.
Das zweite und/oder das vierte Schaltelement ist als Bremse, insbesondere eine Trocken- oder Nassbremse oder als Klauenkupplung ausgeführt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur steuerbaren Freigabe und Abbremsung des Planetenträgers des ersten Planetengetriebes und/oder des Sonnenrades des dritten
Planetengetriebes bereitgestellt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle gekoppelt und/ oder ein zweites Antriebsaggregat, insbesondere eine elektrische Maschine, ist mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes und dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes gekoppelt. An der Eingangswelle ist eingangsseitig das erste Antriebsaggregat angekoppelt. Das zweite Antriebsaggregat ist mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes und dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes gekoppelt.
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 Schließen des ersten und sechsten Schaltelements und Öffnen des zweiten, dritten, vierten, fünften und siebten 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. Bei beispielsweise stillstehender Ausgangswelle wird eine direkte Übertragung der rotatorischen Energie des ersten Antriebsaggregates zum zweiten Antriebsaggregat oder umgekehrt ermöglicht.
Ein leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT-Modus) wird durch Schließen des dritten Schaltelements und Öffnen des ersten, des zweiten, des vierten, des fünften und des siebten Schaltelements ermöglicht. Das sechste Schaltelement kann optional geöffnet oder geschlossen sein. Dabei wirken das erste Antriebsaggregat auf das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes und die elektrische Maschine auf das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes. Der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes ist mit der Ausgangswelle verbunden. 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 Kriechladen und den Modus Fahren mit fester Übersetzung, bzw. im festem Gang ermöglicht.
Bei geöffneten ersten und fünften Schaltelement ist die Eingangswelle, und somit das erste Antriebsaggregat, von der Ausgangswelle abgekoppelt. Bei zusätzlich geschlossenem siebten Schaltelement ist das zweite Antriebsaggregat über eine erste Übersetzung (erste elektrische Übersetzung) mit der Ausgangswelle verbunden, so dass ein Antreiben der Ausgangswelle nur mittels des zweiten Antriebsaggregates erfolgen kann. Alternativ ergibt sich bei geschlossenem vierten Schaltelement eine zweite Übersetzung (zweite elektrische Übersetzung), bei der nur das zweite Antriebsaggregat mit der Ausgangswelle gekoppelt. Dies ist eine zweite elektrische Übersetzung für einen alleinigen Antrieb mittels des zweiten Antriebsaggregates.
Weiter kann mittels, insbesondere dosiertem, Schließen des ersten, des zweiten, des fünften und/oder des sechsten Schaltelements aus dem Fahren mittels dem zweiten Antriebsaggregat das erste Antriebsaggregat angetrieben und beispielsweise gestartet werden, falls das erste Antriebsaggregat ein
Verbrennungsmotor ist. Konkret kann durch Schließen des fünften
Schaltelements bei Fahrt mit dem zweiten Antriebsaggregat in der ersten elektrischen Übersetzung das erste Antriebsaggregat mit einer vierten
Übersetzung gestartet werden. Alternative kann bei der Fahrt mit dem zweiten Antriebsaggregat in der ersten elektrischen Übersetzung durch Schließen des ersten und des zweiten Schaltelements das erste Antriebsaggregat für die siebte Übersetzung gestartet werden. Weiter kann bei der Fahrt mit dem zweiten Antriebsaggregat in der zweiten elektrischen Übersetzung durch Schließen des ersten, fünften und/oder des sechsten Schaltelements das erste
Antriebsaggregat für die Fahrt mit einer vierten, fünften oder sechsten
Übersetzung gestartet werden. Dabei ist ein Start des ersten Antriebsaggregats für die Fahrt mit der sechsten Getriebe-Übersetzung besonders komfortabel, ein Komfortstart. Ein Komfortstart zeichnet sich dadurch aus, dass der Start zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt.
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.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ändern der
Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zugkraftunterbrechungsfrei. Ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes, insbesondere ein Schalten in einen anderen Gang oder in einen anderen Betriebsmodus des Getriebes erfolgt zugkraftunterbrechungsfrei, wenn insbesondere für den Wechsel aus einem Betriebsmodus des Getriebes in einen anderen eines der Schaltelement seinen Zustand beibehält, ein zweites der Schaltelemente aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführt wird und ein drittes der Schaltelemente aus einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, bei dem das Wechseln der Gangstufen ohne eine Unterbrechung der Zugkraft ermöglicht wird.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe eine Ansteuerung zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente in
Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals.
Es ist eine Ansteuerung vorgesehen welche in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals, beispielsweise ein angefordertes Drehmoment, eine vorgegebene Drehzahl, oder ein bestimmter Betriebspunkt der
Antriebsaggregate, mindestens eines der Schaltelemente ansteuert. Die genannten Parameter des Betriebsvorgabesignals können auf die
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 erstes Antriebsaggregat und ein zweites Antriebsaggregat und/ oder einen Pulswechselrichter und/oder eine elektrische Energiequelle umfasst.
Es wird eine Hybridantriebsanordnung mit einem bisher beschriebenen Getriebe bereitgestellt. Die Hybridantriebsanordnung umfasst eine erstes und ein zweites Antriebsaggregat. Insbesondere umfasst die Hybridantriebsanordnung einen Pulswechselrichter und/oder eine elektrische Maschine. Das erste
Antriebsaggregat ist insbesondere mit der Eingangswelle gekoppelt oder verbunden. Das zweite Antriebsaggregat ist insbesondere mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes und dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes gekoppelt oder verbunden. Der Pulswechselrichter ist insbesondere zur
Versorgung des zweiten Antriebsaggregates, insbesondere einer elektrischen Maschine, vorgesehen. Hierzu wandelt das zweite Antriebsaggregat
insbesondere die elektrische Energie einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie und/oder einer Brennstoffzelle, um. Vorteilhaft wird eine Hybridantriebsanordnung, welche für den Einsatz in einem Fahrzeug eingerichtet ist, bereitgestellt.
Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug mit einer beschriebenen
Hybridantriebsanordnung. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Hybridantriebsanordnung umfasst.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer
Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
Ermitteln eines Betriebsvorgabesignals;
Ansteuern mindestens eines der Schaltelemente zur Einstellung der
Funktionalität des Getriebes in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV).
Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe bereitgestellt. Dabei wird ein Betriebsvorgabesignal ermittelt.
Mindestens eines der Schaltelemente wird zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes oder eines entsprechenden Betriebsmodus in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals geschlossen oder geöffnet. Das Betriebsvorgabesignal wird in Abhängigkeit einer Betriebsstrategie, eines Fahrerwunsches oder Fahrpedals, eines Batteriemanagementsystems oder anderer beispielsweise in einem Fahrzeug verfügbaren Systemen vorgegeben. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals werden die Schaltelemente zur Einstellung der entsprechenden Funktionalität oder des Betriebsmodus des Getriebes angesteuert, insbesondere die Kupplungen oder Bremsen geschlossen oder geöffnet. Die Funktionalität des Getriebes oder der Betriebsmodus sind insbesondere die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangstufen, oder die verschiedenen Modi oder Betriebsmodi, beispielsweise ein generatorischer Betrieb des zweiten Antriebsaggregates bei stillstehender Ausgangswelle oder der eCVT-Modus. Vorteilhaft wird ein Verfahren für den Betrieb der Hybridantriebsanordnung bereitgestellt. Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des Getriebes entsprechend auf die Hybridantriebsanordnung, das Fahrzeug bzw. das
Verfahren und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind. Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung der
Hybridantriebsstranganordnung mit einem Getriebe.
Figur 2: eine Schaltmatrix des Getriebes.
Figur 3: eine graphische Darstellung der Schaltbarkeitsmatrix der zugkraftunterbrechungsfrei schaltbaren Gänge
Figur 4: ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einer
Hybridantriebstranganordnung.
Figur 5: ein schematisch dargestelltes Verfahren zum Betrieb einer
Hybridantriebstranganordnung.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Hybridantriebstranganordnung 200 mit einem ersten Antriebsaggregat 8, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und einem zweiten Antriebsaggregat 9, insbesondere einer elektrischen Maschine und einem Getriebe 100. Insbesondere umfasst die Hybridantriebstranganordnung einen Pulswechselrichter 60 zur Versorgung des zweiten Antriebsaggregates 9 mit elektrischer Energie. Weiter umfasst die Hybridantriebstranganordnung 200 insbesondere eine elektrische Energiequelle 70, welche mit dem
Pulswechselrichter 60 verbunden ist. Das Getriebe 100 umfasst die
Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 11. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes Planetengetriebe 5, ein zweites Planetengetriebe 6 und ein drittes Planetengetriebe 7. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes Schaltelement SEI, ein zweites Schaltelement SE2, ein drittes Schaltelement SE3 und ein viertes Schaltelement SE4. Das erste Schaltelement SEI, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, die Eingangswelle 10 mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes 5 zu verbinden oder zu trennen. Weiter ist das zweite Schaltelement SE2 dazu eingerichtet, den Planetenträger PI des ersten Planetengetriebes 6 abzubremsen oder freizugeben, insbesondere in dem die Bremse den Planetenträger PI mit einem Fixpunkt oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Die Eingangswelle 11 ist mit dem Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes 6 fest gekoppelt bzw. verbunden. Das Hohlrad Hl des ersten Planetengetriebes 5 ist fest gekoppelt mit dem Planetenträger P3 des dritten Planetengetriebes 7. Zusätzlich ist das Hohlrad Hl des ersten Planetengetriebes 5 mittels des dritten Schaltelements SE3 koppelbar verbunden mit dem Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebes 6. Das vierte Schaltelement SE4 ist dazu eingerichtet das Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebes 7 abzubremsen oder freizugeben, insbesondere in dem die Bremse das Sonnenrad S3 mit einem Fixpunkt oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Die Ausgangswelle 11 ist mit dem Planetenträger P2 des zweiten Planetengetriebes 6 und dem Hohlrad H3 des dritten Planetengetriebes 7 fest verbunden.
Weiter kann das Getriebe ein fünftes Schaltelement SE5, ein sechstes
Schaltelement SE6 und ein siebtes Schaltelement SE7 umfassen. Das fünfte Schaltelement SE5, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, die Eingangswelle über das zweite Schaltelement SE2 mit dem Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Weiter ist das fünfte Schaltelement SE5 auch dazu eingerichtet, das Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebes 6 zu verbinden oder zu trennen. Das sechste Schaltelement SE6, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, die Eingangswelle mit dem Planetenträger PI des ersten Planetengetriebes 5 zu verbinden oder zu trennen. Das siebte Schaltelement SE7, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das Hohlrad Hl des ersten Planetengetriebes 5 mit dem Hohlrad H3 des dritten Planetengetriebes 7 und der Ausgangswelle 11 zu verbinden oder zu trennen. Des Weiteren können das erste, das vierte und das fünfte Schaltelement SEI, SE4, SE5 jeweils als Lastschaltelemente, wie beispielsweise als Reibkupplung oder als Schlupfkupplung, ausgebildet sein.
Des Weiteren können das zweite, das dritte, das sechste und das siebte
Schaltelement SE2, SE3, SE6, SE7 als Klauenkupplung, insbesondere als Doppel-Kupplung oder als doppelte Synchroneinheit, ausgebildet sein.
Das Getriebe ist weiter dazu eingerichtet, für den Betrieb mit einem ersten Antriebsaggregat 8 über die Eingangswelle 10 gekoppelt oder verbunden zu werden. In der Figur 1 ist dazu dargestellt, dass die Welle des
Antriebsaggregates 8 mit der Eingangswelle 10 verbunden ist. Das zweite Antriebsaggregat 9, insbesondere eine elektrische Maschine, ist für den Betrieb des Getriebes 100 wie in der Figur 1 dargestellt mittels eines Stirnrads 15 mit einer weiteren Welle 10a verbunden. Über diese weitere Welle 10a ist das zweite Antriebsaggregat 9 mit dem Hohlrad Hl des ersten Planetengetriebes 5 und mit dem Planetenträger P3 des dritten Planetengetriebes 7 gekoppelt oder verbunden.
Nicht dargestellt in Figur 1 sind beispielweise ein optionales weiteres Stirnrad an der Ausgangswelle 11. Für eine Optimierung der Übersetzungsverhältnisse kann die Ausgangswelle 11 beispielsweise über einen Abtrieb, insbesondere einen Stirnradsatz, beispielsweise mit einem Differential verbunden werden, 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. Mittels der Pfeile an der Ansteuerung 50 sind die Steuerleitungen zwischen der Ansteuerung 50 und den Schaltelementen SE1...SE7 angedeutet. Diese Steuerleitungen sind für eine verbesserte Darstellung nicht vollständig eingezeichnet. Die Kommunikation zwischen den Schaltelementen und der Vorrichtung kann jedoch auch mittels eines BUS-Systems oder kabellos erfolgen.
Figur 2 zeigt eine Schaltmatrix des Getriebes. In den Spalten sind die einzelnen Schaltelemente SE1...SE7 angegeben und in der letzten Spalte beispielhaft ein sich zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle ergebendes
ungefähres Übersetzungsverhältnis i. In den Zeilen sind die unterschiedlichen Gangstufen, Gänge oder Betriebsmodi des Getriebes angegeben. Mittels Kreuze ist in der Schaltmatrix dargestellt, welches der Schaltelemente aktiviert sein muss, damit sich der entsprechende Gang oder Betriebsmodus einstellt. Mit Aktivierung der Schaltelemente ist hierbei insbesondere gemeint, dass eine Kupplung geschlossen wird oder eine Bremse betätigt wird, sodass über die Kupplung eine Kraft von einer Welle auf eine weitere Welle übertragen werden kann und mittels der Bremse eine Kraft auf einen Fixpunkt, insbesondere das Getriebegehäuse, übertragen werden kann. 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.
Aus der Schaltmatrix ist ersichtlich, dass sich je nach Kombination der sieben Schaltelemente sieben Gänge G1...G6, R einstellen lassen, wobei der erste Gang Gl das höchste Übersetzungsverhältnis und der sechste Gang G6 das niedrigste Übersetzungsverhältnis aufweist. Der Gang R ist der Rückwärtsgang. Bei diesen Gängen liegt zwischen Eingangs- und Ausgangswelle in festes Drehzahlverhältnis entsprechend der Übersetzung an und ein erstes und zweites Antriebsaggregat treiben entweder jeweils einzeln oder zusammen die
Ausgangswelle 11 an. Insbesondere sind dies verbrennungsmotorische oder hybridische Gänge, beispielsweise wenn das Antriebsaggregat ein
Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat eine elektrische Maschine ist. Diese Gänge ermöglichen auch eine 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, bzw. rekuperatives Bremsen ..
In der folgenden Zeile der Matrix schließen sich zwei Gänge El, E2 oder Betriebsmodi an, in denen nur das zweite Antriebsaggregat 9 mit der
Ausgangswelle 11 verbunden ist. Hierzu müssen insbesondere das erste und das fünfte Schaltelement SEI, SE5 geöffnet sein, damit keine Verbindung zum ersten Antriebsaggregat 8 besteht. Diese sind insbesondere zwei
elektromotorischer Gänge, beispielsweise wenn das zweite Antriebsaggregat 9 eine elektrische Maschine ist. Vorteilhaft kann in einem dieser Gänge ein Fahrzeug lokal emissionsfrei betrieben werden. Durch Schließen des dritten Schaltelementes SE3 und Öffnen des ersten, zweiten, vierten, fünften und/oder siebten Schaltelements SEI, SE2, SE4, SE5, SE7 sowie optionalem Schließen des sechsten Schaltelements SE6 ergibt sich ein leistungsverzweigter Betrieb, der eCVT-Modus, welcher eine voneinander unabhängige Vortriebsleistung an der Ausgangswelle 11 und Ladeleistung des zweiten Antriebsaggregates 9 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 generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates 9 möglich ist.
Ein weiterer Modus CH, oder auch Standladen genannt, ergibt sich, wenn das ersten und das sechse Schaltelement SEI, SE6 geschlossen sind und alle weiteren Schaltelemente SE2, SE3, SE4, SE5, SE7 geöffnet sind. Die
Antriebsaggregate 8 und 9 werden dabei miteinander gekoppelt, wobei keine Verbindung zur Ausgangswelle 11 besteht. In diesem Betriebsmodus kann während des Stillstands der Ausgangswelle, insbesondere eines Fahrzeugs, mittels des ersten Antriebsaggregates 8 das zweite 9 angetrieben werden, beispielsweise generatorisch zum Laden einer elektrischen Energiequelle 70, beispielsweise eine Batterie, verwendet werden. Alternativ kann mittels des zweiten Antriebsaggregates 9 auch das erste Antriebsaggregat 8 angetrieben werden und beispielsweise ein Verbrennungsmotorstart oder eine Diagnose des Verbrennungsmotors durchgeführt werden, falls das erste Antriebsaggregat 8 ein Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 9 eine elektrische Maschine ist.
Figur 3 zeigt eine graphische Darstellung der Schaltbarkeitsmatrix der schaltbaren Gänge. Auf der linken Seite sind die elektromotorischen Gänge El, E2 und in der Mitte die sieben verbrennungsmotorischen Gänge G1...G6, R und auf der rechten Seite der eCVT-Modus dargestellt. Dabei symbolisiert der durchgezogene Pfeil zugkraftunterbrechungsfreie Übergänge und der gestrichelte Pfeil schaltbare Übergänge zwischen zwei Gängen. So ist es bei den verbrennungsmotorischen Gänge Gl bis R immer möglich in den nächsthöheren Gang zu schalten. Des Weiteren kann vom ersten Gang Gl in den dritten Gang G3 und von dem vierten Gang G4 in der sechsten Gang G6
zugkraftunterbrechungsfrei gewechselt werden. Weiter kann vom elektromotorischen ersten Gang El der Verbrennungsmotor im vierten Gang G4 und im siebten Gang R gestartet werden. Vom
elektromotorischem zweitem Gang E2 kann der Verbrennungsmotor im vierten Gang G4, im fünften Gang G5 und im sechsten Gang G6 gestartet werden.
Dabei ist ein Start im sechsten Gang G6 ohne Zugkraftunterbrechung möglich, ein sogenannter Komfortstart. Ein Komfortstart zeichnet sich dadurch aus, dass der Start zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt.
Figur 4 zeigt ein Fahrzeug 300 mit Rädern 310, wobei das Fahrzeug eine Hybridantriebsanordnung 200, wie oben beschrieben, umfasst.
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...SE7 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 Eingangswelle 10, Ausgangswelle 11 aber auch die Parameter an den Antriebsaggregaten 8, 9 oder den Schaltelementen SE1...SE7. Darüber hinaus kann das
Betriebsvorgabesignal BV auch einen bestimmten Betriebsmodus wie einen der sieben verbrennungsmotorischen Gänge G1...G6, R oder der zwei
elektromotorischen Gänge El, E2, welche nur mit dem zweiten Antriebsaggregat betrieben werden, oder auch die besonderen Funktionen eCVT oder Standladen CH darstellen. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals BV werden die Schaltelemente SEI bis SE7 entsprechend der Schaltmatrix angesteuert, um das Getriebe 100 in den entsprechenden Gang oder Betriebsmodus zu schalten. Für eine zugkraftunterbrechungsfreie Umschaltung zwischen den einzelnen Gängen oder Betriebsmodi ist es notwendig, dass eines der Schaltelemente SE1...SE7 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.

Claims

Ansprüche
1. Getriebe (100) für eine Hybridantriebsanordnung,
welches mit zwei Antriebsaggregaten (8,9) koppelbar ist, mit
einer Eingangswelle (10) und einer Ausgangswelle (11),
mindestens einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Schaltelement (SEI, SE2, SE3, SE4),
und einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetengetriebe (5,6,7), wobei die Eingangswelle (10) mit dem Sonnenrad (S2) des zweiten
Planetengetriebes (6) gekoppelt ist,
und wobei die Eingangswelle mittels dem ersten Schaltelement (SEI) koppelbar ist mit dem Sonnenrad (Sl) des ersten Planetengetriebes (5),
wobei das zweite Schaltelement (SE2) dazu eingerichtet ist den Planetenträger (PI) des ersten Planetengetriebes (5) abzubremsen oder freizugeben, wobei das Hohlrad (Hl) des ersten Planetengetriebes (5) mittels dem dritten Schaltelement (SE3) koppelbar ist mit dem Hohlrad (H2) des zweiten
Planetengetriebes (6),
wobei das vierte Schaltelement (SE4) dazu eingerichtet ist das Sonnenrad (P3) des dritten Planetengetriebes (7) abzubremsen oder freizugeben,
wobei das Hohlrad (Hl) des ersten Planetengetriebes (5) mit dem Planetenträger (P3) des dritten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist,
und wobei die Ausgangswelle (11) mit dem Planetenträger (P2) des zweiten Planetengetriebes (6) und dem Hohlrad (H3) des dritten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist.
2. Getriebe (100) nach Anspruch 1, mit einem fünften Schaltelement (SE5), das dazu eingerichtet ist, das Sonnenrad (Sl) des ersten Planetengetriebes (5) mit dem Hohlrad (H2) des zweiten Planetengetriebes (6) koppelbar zu verbinden, und die Eingangswelle (10) über das erste Schaltelement (SEI) koppelbar mit dem Hohlrad (H2) des zweiten Planetengetriebes (6) zu verbinden
3. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem sechsten Schaltelement (SE6), das dazu eingerichtet ist, die Eingangswelle (10) koppelbar mit dem Planetenträger (PI) des ersten Planetengetriebes (5) zu verbinden
4. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem siebten Schaltelement (SE7), wobei das Hohlrad (Hl) des ersten Planetengetriebes (5) mittels des siebten Schaltelements (SE7) koppelbar ist mit dem Hohlrad (H3) des dritten Planetengetriebes (7), dem Planetenträger (P2) des zweiten
Planetengetriebes (6) und der Ausgangswelle (11).
5. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte, das sechse und/oder das siebte
Schaltelement (SEI ... SE7) eine Kupplung umfasst, insbesondere umfassen das zweite, das dritte, das sechse und/oder das siebte Schaltelement (SE2, SE3, SE6, SE7) eine Klauen- Kupplung, und insbesondere umfasst das erste, das vierte und/oder das fünfte Schaltelement (SEI, SE4, SE5) eine Schlupfkupplung.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite und/oder das vierte Schaltelement (SE2, SE4) eine Bremse umfasst.
7. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erstes
Antriebsaggregat (8), insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle (10) gekoppelt ist und/ oder ein zweites Antriebsaggregat (9), insbesondere eine elektrische Maschine, mit dem Hohlrad (Hl) des ersten Planetengetriebes (5) und mit dem Planetenträger (P3) des dritten
Planetengetriebes (7) gekoppelt ist.
8. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes (100) zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt.
9. Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ansteuerung (50) zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente (SE1...SE7) in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals (BV).
10. Hybridantriebsanordnung (200) mit einem Getriebe (100) nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, wobei die Hybridantriebsanordnung (200) ein erstes
Antriebsaggregat (8) und ein zweites Antriebsaggregat (9) und/ oder einen Pulswechselrichter (60) und eine elektrische Energiequelle (70) umfasst.
11. Fahrzeug (300) mit einer Hybridantriebsanordnung (200) nach Anspruch 10.
12. Verfahren (400) zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung (200) mit einem
Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit den Schritten:
Ermitteln (410) eines Betriebsvorgabesignals (BV)
Ansteuern (420) mindestens eines der Schaltelemente (SE1..SE7) zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes (100) in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV).
PCT/EP2020/063046 2019-06-13 2020-05-11 Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung WO2020249338A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019208597.0A DE102019208597A1 (de) 2019-06-13 2019-06-13 Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung
DE102019208597.0 2019-06-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020249338A1 true WO2020249338A1 (de) 2020-12-17

Family

ID=70681847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/063046 WO2020249338A1 (de) 2019-06-13 2020-05-11 Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019208597A1 (de)
WO (1) WO2020249338A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006006642A1 (de) * 2006-02-14 2007-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
WO2010009943A1 (de) 2008-07-24 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum anfahren eines hybridfahrzeuges
US20100184555A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission having three planetary gear sets
DE102016201855A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6679802B2 (en) * 2002-02-22 2004-01-20 General Motors Corporation Family of multi-speed planetary transmission mechanisms having fixed interconnections and six torque-transmitting mechanisms
US6712731B1 (en) * 2002-09-13 2004-03-30 General Motors Corporation Transmission mechanisms with three planetary gear sets
JP4806830B2 (ja) * 2005-09-06 2011-11-02 現代自動車株式会社 車両用自動変速機の７速パワートレイン
US8414437B2 (en) * 2010-03-10 2013-04-09 GM Global Technology Operations LLC Hybrid transmission with synchronous shift between series and compound-split operating modes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006006642A1 (de) * 2006-02-14 2007-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
WO2010009943A1 (de) 2008-07-24 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum anfahren eines hybridfahrzeuges
US20100184555A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission having three planetary gear sets
DE102016201855A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THOMAS BELZ: "Varianten von Mehrgang-Planetengetrieben", 8 March 2016 (2016-03-08), XP055257458, Retrieved from the Internet <URL:https://register.epo.org/application?documentId=EYPWMGE67270DSU&appnumber=EP13756488&showPdfPage=all> [retrieved on 20160311] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019208597A1 (de) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3661791B1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung und fahrzeug
EP3661787B1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung und fahrzeug
EP3661782B1 (de) Hybridantriebsanordnung
EP3661789A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, verfahren zum betrieb der hybridantriebsanordnung, computerprogramm und speichermedium
WO2020249311A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
EP3661786B1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung und fahrzeug
EP3661790A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, verfahren zum betrieb der hybridantriebsanordnung, computerprogramm und speichermedium
EP3661785B1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung und fahrzeug
EP3661784A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, verfahren zum betrieb der hybridantriebsanordnung, computerprogramm und speichermedium
EP3661788A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, verfahren zum betrieb der hybridantriebsanordnung, computerprogramm und speichermedium
WO2020249338A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
WO2020249336A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
WO2020249308A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
WO2020249337A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
WO2020249307A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
DE102019208598A1 (de) Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung
WO2020249309A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordnung, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
WO2020249310A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
DE102019208594A1 (de) Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung
WO2020249312A1 (de) Getriebe für eine hybridantriebsanordnung, hybridantriebsanordning, fahrzeug, und verfahren zum betreiben der hybridantriebsanordnung
DE102017213340A1 (de) Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20725514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20725514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1