AT514150A1 - Gear arrangement for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit mehrerenSchaltstellungen, mit mehreren Mehrwellengetrieben und mehrerenSchaltelementen, mit einer ersten Antriebswelle (W1) für Primärantrieb, einerzweiten Antriebswelle (W2) für einen Sekundärantrieb (SEK), einer Abtriebswelle(W3) und mehreren Getriebewellen (W4, W5; W6), Differenzwellen (d1.1, d2.1,d1.2, d2.2, d3.2) und Summenwellen (s1, s2), wobei eine erste Differenzwelle(d1.1) eines ersten Mehrwellengetriebes (RS1) mit einer ersten Differenzwelle(d1.2) eines zweiten Mehrwellengetriebes (RS2) drehfest in Verbindung steht, dieerste Antriebswelle (W1) und eine Summenwelle (s2) des erstenMehrwellengetriebes (RS1) in Verbindung stehen, , und wobei eine weitereDifferenzwelle (d2.2; d3.2) des zweiten Mehrwellengetriebes (RS2) mit demSekundärantrieb (SEK) in Verbindung steht. Eine hohe Funktionalität kann dadurcherreicht werden, dass eine zweite Differenzwelle (d2.1) des erstenMehrwellengetriebes (RS1) und die Summenwelle (s2) des zweitenMehrwellengetriebes (RS2) - vorzugsweise über eine zweite Getriebewelle (W5) -über eine erste Schaltkupplung (C) verbindbar sind.The invention relates to a transmission arrangement for motor vehicles with a plurality of shift positions, with a plurality of multi-shaft transmissions and a plurality of shift elements, with a first drive shaft (W1) for primary drive, a second drive shaft (W2) for a secondary drive (SEK), an output shaft (W3) and a plurality of transmission shafts (W4, W5 W6), difference waves (d1.1, d2.1, d1.2, d2.2, d3.2) and sum waves (s1, s2), wherein a first differential wave (d1.1) of a first multi-shaft transmission (RS1) with a first differential shaft (d1.2) of a second multi-shaft transmission (RS2) is non-rotatably in communication, the first drive shaft (W1) and a sum shaft (s2) of the first multi-shaft transmission (RS1) communicate, and wherein a further differential shaft (d2.2; d3 .2) of the second multi-shaft transmission (RS2) is in communication with the secondary drive (SEK). High functionality can be achieved by connecting a second differential shaft (d2.1) of the first multi-shaft transmission (RS1) and the sum shaft (s2) of the second multi-shaft transmission (RS2) preferably via a second transmission shaft (W5) via a first clutch (C) are.
Description
1 565801 56580
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit mehreren Schaltstellungen, mit mehreren Mehrwellengetrieben und mehreren durch Schaltkupplungen oder Bremseinrichtungen gebildeten Schaltelementen, mit einer ersten Antriebswelle für einen insbesondere durch eine Brennkraftmaschine gebildeten Primärantrieb, einer zweiten Antriebswelle für einen insbesondere durch eine elektrische Maschine gebildeten Sekundärantrieb, einer Abtriebswelle und mehreren Getriebewellen, Differenzwellen und Summenwellen, wobei eine erste Differenzwelle eines als 3-Wellengetriebe ausgebildeten Mehrwellengetriebes, insbesondere über eine erste Getriebewelle, mit einer ersten Differenzwelle eines zweiten Mehrwellengetriebes drehfest in Verbindung steht, die erste Antriebswelle und eine Summenwelle des ersten Mehrwellengetriebes in Verbindung stehen, und wobei eine zweite Differenzwelle des zweiten Mehrwellengetriebes - vorzugsweise direkt - mit dem Sekundärantrieb in Verbindung steht.The invention relates to a transmission arrangement for motor vehicles with a plurality of switch positions, with a plurality of multi-shaft transmissions and a plurality of switching elements formed by clutches or brake devices, with a first drive shaft for a primary drive formed in particular by an internal combustion engine, a second drive shaft for a secondary drive, in particular by an electric machine Output shaft and a plurality of transmission shafts, differential shafts and sum waves, wherein a first differential shaft of a multi-shaft transmission designed as a 3-shaft transmission, in particular via a first transmission shaft, rotatably connected to a first differential shaft of a second multi-shaft transmission, the first drive shaft and a sum shaft of the first multi-shaft transmission in combination stand, and wherein a second differential shaft of the second multi-shaft transmission - preferably directly - is in communication with the secondary drive.
Die DE 10 2009 044 491 Al offenbart eine Getriebeanordnung in Planetenbauweise der eingangs genannten Art mit zwei Planetensätzen und mehreren Wellen. Mittels gezielter Betätigung von Schaltelementen können verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle dargestellt werden. Ähnliche Getriebeanordnungen sind auch aus den Veröffentlichungen DE 10 2010 0291 194 Al, DE 10 2009 046 730 Al und US 8 287 412 B2 bekannt.DE 10 2009 044 491 Al discloses a gear arrangement in planetary construction of the type mentioned above with two planetary gear sets and several waves. By means of targeted actuation of switching elements, various ratios between a drive and an output shaft can be displayed. Similar gear arrangements are also known from the publications DE 10 2010 0291 194 Al, DE 10 2009 046 730 Al and US 8 287 412 B2.
Die bekannten Getriebeanordnungen haben den Nachteil, dass sie entweder eine komplexe Anordnung mit hohem Platzbedarf aufweisen oder nur relativ wenige Schaltkombinationen erlauben.The known gear arrangements have the disadvantage that they either have a complex arrangement with a high space requirement or allow only relatively few switching combinations.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Getriebe der eingangs genannten Art mit geringem Aufwand und Platz bedarf eine hohe Funktionalität zu erreichen.The object of the invention is to achieve a high functionality in a transmission of the type mentioned with little effort and space.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine zweite Differenzwelle des ersten Mehrwellengetriebes und die Sümmenwelle des zweiten Mehrwellengetriebes - vorzugsweise über eine zweite Getriebewelle - über eine erste Schaltkupplung verbindbar sind. 2/18 2According to the invention this is achieved in that a second differential shaft of the first multi-shaft transmission and the Sümmenwelle of the second multi-shaft transmission - preferably via a second transmission shaft - via a first clutch can be connected. 2/18 2
Unter Mehrwellengetrieben - insbesondere 3-Wellengetriebe oder 4-Wellengetriebe - werden hier insbesondere Planetengetriebe verstanden- Bei einem Mehrwellengetriebe gibt es unabhängig von der Bauart immer zumindest zwei Wellen, welche bezogen auf das Wellenmoment immer das gleiche Vorzeichen besitzen, und eine Welle mit entgegengesetztem Vorzeichen. Die Wellen mit gleichen Vorzeichen werden als Differenzwellen bezeichnet, die Welle mit entgegengesetztem Vorzeichen wird als Summenwelle bezeichnet. Als Stegwelle wird jene Welle bezeichnet, welche nur Kupplungsleistung übertragen kann. Wellen, welche sowohl Kupplungsleistung als auch Wälzleistung übertragen können, werden als Zentralwellen bezeichnet.Under multi-shaft transmissions - in particular 3-shaft or 4-shaft gear - are understood here in particular planetary gear- In a multi-shaft transmission, there are always at least two waves regardless of the type, which always have the same sign relative to the shaft torque, and a shaft with opposite signs. The waves with the same sign are called difference waves, the wave with opposite sign is called the sum wave. As a ridge wave wave is called, which can only transmit clutch power. Shafts, which can transmit both coupling power and rolling power, are referred to as central shafts.
Ein Mehrwellengetriebe besitzt ein eindeutiges Momenten- und Drehzahlverhälten in Bezug auf die Differenz- und Summenwellen. Um aber ein Mehrwellengetriebe kinematisch zu beschreiben, behilft man sich der sogenannten Standübersetzung. Die Standübersetzung ist definiert als die Übersetzung zwischen den beiden Zentralwellen bei still stehender Stegwelle. Die Standübersetzung kann positiv oder negativ sein, und das wiederum macht eine Unterscheidung in sogenannte Plus-und Minusgetrieben notwendig.A multi-shaft transmission has a unique torque and Drehzahlverhälten with respect to the difference and sum waves. But to describe a multi-shaft gear kinematically, one manages the so-called state translation. Stand translation is defined as the ratio between the two central shafts when the bridge shaft is stationary. Stand translation can be positive or negative, which in turn makes it necessary to distinguish between so-called plus and minus transmissions.
Ein Minusgetriebe bezeichnet ein Mehrwellengetriebe, bei dem die Zentralwellen zugleich die Differenzwellen darstellen, die übrige Stegwelle ist hierbei die Summen welle.A minus gear refers to a multi-shaft gear, in which the central waves at the same time represent the difference waves, the rest of the web wave is here the sum wave.
Ein Plusgetriebe bezeichnet ein Mehrwellengetriebe, bei dem die Stegwelle und eine der beiden Zentralwellen die Differenzwellen darstellen, die übrige Zentralwelle ist dann die Summenwelle.A plus gear refers to a multi-shaft gear, in which the web shaft and one of the two central shafts represent the difference waves, the remaining central shaft is then the sum shaft.
Bei einem einfachen Planetenradsatz mit nur einem Planetenrad, welches einerseits mit dem Sonnenrad kämmt und andererseits auch mit dem Hohlrad kämmt, sind die Zentralwellen Sonnenrad und Hohlrad die Differenzwellen, die Stegwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetensatz besitzt also die Kinematik eines Minusgetriebes.In a simple planetary gear with only one planetary gear, which meshes on the one hand with the sun gear and on the other hand also meshes with the ring gear, the central shaft sun gear and ring gear are the difference waves, the land wave is the sum wave. This planetary gear set thus has the kinematics of a minus gear.
Bei einem Planetenradsatz mit einem oder mehreren Planetenradpaaren, wobei jeweils das erste Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem zweiten Planetenrad, und das zweite Planetenrad mit dem Hohlrad und dem ersten Planetenrad kämmt, bilden die Stegwelle und das Sonnenrad als erste Zentralwelle die Differenzwellen, 3/18 3 das Hohlrad als zweite Zentralwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetensatz besitzt also die Kinematik eines Plusgetriebes.In a planetary gear set with one or more pairs of planetary gears, wherein in each case the first planetary gear meshes with the sun gear and the second planetary gear, and the second planetary gear with the ring gear and the first planetary gear, form the web shaft and the sun gear as the first central shaft, the difference waves, 3/18 3 the ring gear as the second central shaft is the sum shaft. This planetary gear set thus has the kinematics of a plus gear.
Im vorliegenden Fall können beide Mehrwellengetriebe als 3-Wellengetriebe ausgeführt sein. Alternativ dazu kann das erste Mehrwellengetriebe als 3-Wellengetriebe und das zweite Mehrwellengetriebe als 4-Wellengetriebe ausgeführt sein.In the present case, both multi-shaft gear can be designed as a 3-shaft gear. Alternatively, the first multi-shaft transmission can be designed as a 3-shaft transmission and the second multi-shaft transmission as a 4-shaft transmission.
Weiters können entweder beide Mehrwellengetriebe, oder nur eines der beiden Mehrwellengetriebe als Minusgetriebe - beispielsweise als einfache Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenrad- und das andere Mehrwellengetriebe als Plusgetriebe - beispielsweise als einfaches Stirnrad-Planetengetriebe mit zwei Gruppen von miteinander kämmenden Planeten rädern - ausgebildet sein.Furthermore, either both multi-shaft gear, or just one of the two multi-shaft gear as a negative gear - for example, as a simple spur planetary gear with a planet and the other multi-shaft gear as a plus gear - wheels, for example, as a simple spur planetary gear with two groups of meshing planet - be formed.
In einer ersten Ausführung, bei der das erste Mehrwellengetriebe als Minusgetriebe ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die erste Getriebewelle mit der zweiten Getriebewelle über eine zweite Schaltkupplung drehfest verbindbar ist.In a first embodiment, in which the first multi-shaft gear is designed as a negative gear, it is advantageous if the first gear shaft with the second gear shaft via a second clutch is rotatably connected.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung, bei der das erste Mehrwellengetriebe als Plusgetriebe ausgebildet ist, kann die Summenwelle des ersten Mehrwellengetriebe über eine zweite Schaltkupplung mit der zweiten Getriebewelle drehfest verbunden werden.In a second embodiment according to the invention, in which the first multi-shaft transmission is designed as a plus transmission, the sum shaft of the first multi-shaft transmission can be connected in a rotationally fixed manner to the second transmission shaft via a second clutch.
Zumindest eines der Mehrwellengetriebe -vorzugsweise das erste Mehrwellengetriebe - kann als Plusgetriebe - vorzugsweise - ausgebildet sein.At least one of the multi-shaft transmissions-preferably the first multi-shaft transmission-can be designed as a positive transmission-preferably-.
Die erste Getriebewelle kann über eine Bremse blockiert werden.The first gear shaft can be blocked by a brake.
Die erste Antriebswelle und die Summenwelle des ersten Mehrwellengetriebe einerseits, und die Abtriebswelle und die Summenwelle des zweiten Mehrwellengetriebes andererseits können drehfest verbunden sein.The first drive shaft and the sum shaft of the first multi-shaft gearbox on the one hand, and the output shaft and the sum shaft of the second multi-shaft gearbox on the other hand can be rotatably connected.
Bei den Schaltkupplungen und der Bremseinrichtung kann es sich um kraft- oder formschlüssige Schaltelemente wie zum Beispiel Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen oder Klauenkupplungen handeln. Sofern ein oder mehrere formschlüssige Schaltelemente vorgesehen sind, kann einzelnen oder jedem dieser 4/18 4 eine SynchrOnisiereinrichtung zugeordnet sein, oder eine zentrale, mechanisch oder elektrisch Synchronisiereinrichtung im Getriebe angeordnet sein.In the clutches and the braking device may be non-positive or positive switching elements such as multi-plate clutches or disc brakes or jaw clutches. If one or more form-fitting switching elements are provided, a synchronizing device can be assigned to each or each of these 4/18 4, or a central, mechanical or electrical synchronizing device can be arranged in the gearbox.
Mit der erfindungsgemäßen hybridisierten Getriebeanordnung mit einem Primärantrieb und einem Sekundärantrieb ist es möglich, mehrere verschiedene Betriebsmodi darzustellen um verschiedene Funktionalitäten mit nur zwei Mehrwellengetrieben und drei Schaltelementen zu realisieren.With the hybridized transmission arrangement according to the invention with a primary drive and a secondary drive, it is possible to represent several different operating modes in order to realize different functionalities with only two multi-shaft transmissions and three switching elements.
Der Primärantrieb ist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, der Sekundärantrieb vorzugsweise eine Elektromaschine, die einen Vier-Quadranten-Betrieb ermöglicht.The prime mover is preferably an internal combustion engine, the secondary drive preferably an electric machine, which allows a four-quadrant operation.
Mit der erfindüngsgemäßen Getriebeanordnung können folgende fünf bzw. sechs verschiedenen Zustände für die Leistungsübertragung realisiert werden: 1. Ein Gang mit fixer Übersetzung für einen Sekundärantrieb. Dieser kann durch entsprechende Wahl der Drehrichtung des Antriebes entweder ein Vorwärts- oder ein Rückwärtsgang sein. 2. Ein erster elektrodynamisch leistungsverzweigter Fahrbereich ohne fixe Übersetzung, aber mit konstantem Drehmomentverhältnis, bei dem zur Leistungsübertragung beide Antriebe beteiligt sein müssen. 3. Ein zweiter elektrodynamisch leistungsverzweigter Fahrbereich ohne fixe Übersetzung, aber mit konstantem Drehmomentverhältnis, bei dem zur Leistungsübertragung beide Antriebe beteiligt sein müssen. 4. Ein erster Gang mit fixer Übersetzung für einen Primärantrieb. Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes kann dem System zusätzliche Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden. 5. Ein zweiter Gang mit fixer Übersetzung für einen Primärantrieb. Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes kann dem System zusätzliche Leistung zu- bzw. abgeführt werden. 6. In einer erfindungsgemäßen Ausführung, bei der das zweite Mehrwellengetriebe als 4-Wellengetriebe ausgebildet ist, kann ein dritter Gang mit fixer Übersetzung für einen Primärantrieb geschaltet werden. Durch motorischen bzw. generatorischen 5/18 5With the gearing arrangement according to the invention, the following five or six different states for the power transmission can be realized: 1. A gear with a fixed gear ratio for a secondary drive. This can be either a forward or reverse by appropriate choice of the direction of rotation of the drive. 2. A first electrodynamically power-split driving range without fixed ratio, but with a constant torque ratio in which both drives must be involved for power transmission. 3. A second electrodynamically power-split driving range without fixed ratio, but with a constant torque ratio, in which both drives must be involved for power transmission. 4. A first gear with a fixed ratio for a prime mover. By motor or generator operation of the secondary drive, the system additional power can be supplied or removed. 5. A second gear with a fixed ratio for a prime mover. By motor or generator operation of the secondary drive, additional power can be added to or removed from the system. 6. In an embodiment according to the invention, in which the second multi-shaft gear is designed as a 4-shaft gear, a third gear with a fixed ratio for a prime mover can be switched. By motor or generator 5/18 5
Betrieb des Sekundärantriebes kann dem System zusätzliche Leistung zu- bzw. abgeführt werden.Operation of the secondary drive, the system additional power can be added or removed.
Die Mehrwellengetriebe sind derart angeordnet, dass sich insgesamt fünf bzw, sechs drehbare Getriebewellen mit einer ersten Antriebswelle für den Primärantrieb, verbunden mit der Summenwelle des ersten Mehrwellengetriebes, einer zweiten Antriebswelle für den Sekundärantrieb, verbunden mit einer zweiten Differenzwelle eines zweiten Mehrwellengetriebes und einer Abtriebswelie, verbunden mit der Summenwelle des zweiten Mehrwellengetriebes, ergeben, indem eine erste Differenzwelle des ersten Mehrwellengetriebes über eine erste Getriebewelle mit einer ersten Differenzwelle des zweiten Mehrwellengetriebes drehbar in Verbindung steht und eine zweite Differenzwelle des ersten Mehrwellengetriebes mit einer zweiten Getriebewelle drehbar in Verbindung steht.The multi-shaft transmissions are arranged such that a total of five or six rotatable transmission shafts with a first drive shaft for the primary drive, connected to the sum shaft of the first multi-shaft transmission, a second drive shaft for the secondary drive, connected to a second differential shaft of a second multi-shaft transmission and a downforce, connected to the sum shaft of the second multi-shaft transmission, result in that a first differential shaft of the first multi-shaft transmission is rotatably connected via a first transmission shaft to a first differential shaft of the second multi-shaft transmission and a second differential shaft of the first multi-shaft transmission is rotatably connected to a second transmission shaft.
Durch ein Schaltelement ausgeführt als Bremseinrichtung kann eine mit einer Differenzweile des zweiten Getriebegehäuses antriebsverbundene dritte Getriebewelle mit einem still stehenden Gehäuse gekoppelt werden. Durch ein eine erste Schaltkupplung bildendes Schaltelement kann die zweite Getriebewelle mit der Abtriebswelle gekoppelt werden.Executed by a switching element as a braking device can be coupled to a differential gear of the second gearbox drive connected third gear shaft with a stationary housing. By a first switching element forming a switching element, the second transmission shaft can be coupled to the output shaft.
Ein weiteres Schaltelement ausgeführt als zweite Schaltkupplung dient dazu, das erste Mehrwellengetriebe zu verblocken. Es können damit also immer zwei der drei Einzelwellen - die beiden Differenzwellen und die Summenwelle - des ersten Mehrwellengetriebes miteinander verbunden werden.Another switching element designed as a second clutch serves to lock the first multi-shaft transmission. Thus, two of the three individual waves - the two differential waves and the sum wave - of the first multi-shaft transmission can always be connected to one another.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Fig. näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to FIG.
Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer ersten Ausführungsvariante, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer zweiten Ausführungsvariante und Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer dritten Ausführungsvariante·1 shows a multistage transmission according to the invention in a first embodiment, FIG. 2 shows a multistage transmission according to the invention in a second embodiment, and FIG. 3 shows a multistage transmission according to the invention in a third embodiment.
In den verschiedenen Ausführungsvarianten sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the various embodiments, functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Die Fig. zeigen verschiedene Getriebeanordnungen für Kraftfahrzeuge mit mehreren im Folgenden noch näher erläuterten Fahrmodi EL, N, PSI, PS2, DG, OD, 6/18 6 mit jeweils einem Gehäuse G, in welchem jeweils - durch Planetengetriebe gebildete - erste und zweite Mehrwellengetriebes RSl, RS2 angeordnet sind. Jede Getriebeanordnung weist eine erste Antriebswelle W1 für einen durch eine nicht weiter dargestellte Brennkraftmaschine gebildeten Primärantrieb, eine zweite Antriebswelle W2 für einen durch eine elektrische Maschine gebildeten Sekundärantrieb SEK und eine Abtriebswelle W3, sowie weitere Getriebewellen W4 und W5 auf. In der in Fig. 3 dargestellten Variante ist weiters eine Getriebewelle W6 vorgesehen. Mit A, C und E sind Schalteiemente bezeichnet, mittels deren gezielter Betätigung verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebs- und Abtriebswellen Wl, W2, W3 dargestellt werden können.The figures show various gear arrangements for motor vehicles with a plurality of driving modes EL, N, PSI, PS2, DG, OD, 6/18 6, each of which is explained in more detail below, each having a housing G, in which first and second multi-shaft transmissions are formed by planetary gears RSl, RS2 are arranged. Each gear arrangement has a first drive shaft W1 for a primary drive formed by a non-illustrated internal combustion engine, a second drive shaft W2 for a secondary drive SEK formed by an electrical machine and an output shaft W3, and further transmission shafts W4 and W5. In the variant shown in Fig. 3, a transmission shaft W6 is further provided. With A, C and E are designated Schalteiemente, by means of their targeted operation different ratios between drive and output shafts Wl, W2, W3 can be displayed.
Im Folgenden werden die Mehrwellengetriebe RS1, RS2 mit den Begriffen Summenwelle und Differenzwelle beschrieben. Es kann sich bei einigen oder allen verwendeten Mehrwellengetriebe RSl, RS2 um einfache Planetenradsätze -ausgeführt als Minusgetriebe oder Plusgetriebe - handeln. Bei einigen oder allen Schaltelementen A, C und E kann es sich um kraft- oder formschlüssige Schaltelemente wie z.B. Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen bzw. Klauenkupplungen handeln, Sofern ein oder mehrere formschlüssige Schalteiemente vorgesehen sind, kann einzelnen oder jedem dieser eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet sein, oder eine zentrale, mechanisch oder elektrisch Synchronisiereinrichtung im Getriebe angeordnet sein.In the following, the multi-shaft gears RS1, RS2 are described by the terms sum wave and differential wave. Some or all of the multi-shaft transmissions RS1, RS2 used may be simple planetary gear sets-implemented as a minus or positive gear. Some or all of the switching elements A, C and E may be non-positive or interlocking switching elements, e.g. If one or more interlocking Schalteiemente are provided, may be assigned to each or each of these a synchronizer, or a central, mechanical or electrical synchronizer be arranged in the transmission.
Die Mehrwellengetriebe RSl, RS2 sind in der Getriebeanordnung derart angeordnet, dass sich insgesamt fünf (Fig. 1, 2) bzw. sechs (Fig. 3) drehbare Getriebewellen mit einer Antriebswelle Wl für den Primärantrieb, verbunden mit der Summenwelle sl eines ersten Mehrweilengetriebes RSl, einer Antriebswelle W2 für den Sekundärantrieb SEK, verbunden mit einer Differenzwelle d2.2 eines zweiten Mehrwellengetriebes RS2 und einer Abtriebswelle W3, verbunden mit der Summen welle s2 des zweiten Mehrweilengetriebes RS2,ergeben. Eine erste Differenzwelle dl.l des ersten Mehrwellengetriebes RSl steht über eine erste Getriebewelle W4 mit einer ersten Differenzwelle dl.2 des zweiten Mehrwellengetriebes RS2 drehbar in Verbindung. Eine zweite Differenzwelle d2.1 des ersten Mehrwellengetriebes RSl steht mit einer zweiten Getriebewelle W5 drehbar in Verbindung. Durch ein als Bremseinrichtung A ausgeführtes Schaltelement kann die erste Getriebewelle W4 (Fig. 1, 2) bzw. eine mit einer dritten Differenzwelle d3,2 verbundene dritte Getriebewelle W6 (Fig. 3) mit dem 7/18 7 still stehenden Gehäuse G gekoppelt werden. Durch ein als erste Schaltkupplung C ausgeführtes Schaltelement kann die zweite Getriebewelle W5 mit der Abtriebswelle W4 gekoppelt werden. Ein weiteres als zweite Schaltkupplung E ausgebildetes Schaltelement dient dazu, das erste Mehrwellengetriebe RS1 zu verblocken. Es können damit also immer zwei der drei Einzelwellen dl.l, d2.1 und sl des ersten Mehrwellengetriebes RS1 miteinander verbunden werden.The multi-shaft gears RS1, RS2 are arranged in the gear arrangement such that a total of five (FIG. 1, 2) or six (FIG. 3) rotatable gear shafts with a drive shaft Wl for the primary drive, connected to the sum of sl of a first multi-purpose gearbox RSl , a drive shaft W2 for the secondary drive SEK, connected to a differential shaft d2.2 of a second multi-shaft gearbox RS2 and an output shaft W3, connected to the sum wave s2 of the second multi-purpose gearbox RS2 result. A first differential shaft dl.l of the first multi-shaft transmission RSl is rotatably connected via a first transmission shaft W4 with a first differential shaft dl.2 of the second multi-shaft transmission RS2. A second differential shaft d2.1 of the first multi-shaft transmission RS1 is rotatably connected to a second transmission shaft W5. By means of a switching element embodied as a braking device A, the first gear shaft W4 (FIGS. 1, 2) or a third gear shaft W6 (FIG. 3) connected to a third differential shaft d3,2 can be coupled to the stationary housing G , By means of a switching element designed as first shifting clutch C, the second transmission shaft W5 can be coupled to the output shaft W4. Another designed as a second clutch E switching element is used to block the first multi-shaft transmission RS1. Thus, it is always possible to connect two of the three individual waves d1.l, d2.1 and sl of the first multi-shaft transmission RS1 to each other.
Fig. 1 zeigt eine erste mögliche Ausführung der beschriebenen Getriebeanordnung, bei der die als 3-Wellengetriebe ausgebildeten Mehrwellengetriebe RS1 und RS2 als einfache Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenrad, also als Minusgetriebe, ausgeführt sind. Die oben beschriebene-Funktion des der zweiten Schaltkupplung E wird erreicht, indem es die zweite Getriebewelle 5 mit der ersten Getriebewelle 4 drehbar verbinden kann. Der Sekundärantrieb SEK - beispielsweise eine elektrische Maschine - ist innerhalb des Getriebegehäuses G untergebracht.1 shows a first possible embodiment of the described gear arrangement, in which the multi-shaft gears RS1 and RS2 designed as 3-shaft gears are designed as a simple helical-planetary gear with a planetary gear, ie as a minus gear. The above-described function of the second clutch E is achieved by being able to rotatably connect the second transmission shaft 5 to the first transmission shaft 4. The secondary drive SEK - for example, an electric machine - is housed within the transmission housing G.
Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführung der beschriebenen Getriebeariördnung, bei der das als 3-Wellengetriebe ausgebildete zweite Mehrwellengetriebe RS2 als einfaches Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenrad, also als Minusgetriebe, und das ebenfalls als 3-Wellengetriebe ausgebildete erste Mehrwellengetriebe RS1 als einfaches Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenradpaar, also als Plusgetriebe, ausgeführt ist. Durch die Ausführung als Plusgetriebe wird die Summenwelle sl durch das Flohlrad gebildet und ist somit bezüglich des beanspruchten Bau raumes vorteilhaft an die erste Antriebswelle W1 anbindbar. Die oben beschriebene Funktion der zweiten Schaltkupplung E wird erreicht, indem es die erste Antriebswelle W1 mit der zweiten Getriebewelle W5 drehbar verbinden kann. Hierbei ist der nicht dargestellte Sekundärantrieb SEK ebenfalls mit der Antriebswelle W2 direkt oder über ein Schaltelement verbunden.Fig. 2 shows another possible embodiment of Getriebeariördnung described, in which designed as a 3-shaft second shaft multi-shaft RS2 as a simple spur planetary gear with a planetary gear, so as a minus gear, and also designed as a 3-shaft gearbox first multi-shaft gearbox RS1 as a simple spur gear Planetary gear with a pair of planetary, so it is designed as a plus gear. Due to the design as a plus gear, the sum wave sl is formed by the Flohlrad and is thus advantageous in terms of the claimed construction space to the first drive shaft W1 attachable. The above-described function of the second clutch E is achieved by being able to rotatably connect the first drive shaft W1 to the second transmission shaft W5. Here, the secondary drive SEK, not shown, also connected to the drive shaft W2 directly or via a switching element.
Im Folgenden ist zur Erläuterung der Schaltstellungen der einzelnen Schaltelemente in den jeweiligen Betriebszuständen elektrisches Fahren EL, Neutral N, erster Leistungsverzweigungsmodus PSI, zweiter Leistungsverzweigungsmodus PS2, Direkte Übersetzung DG und Overdrive OD eine Schaltmatrix der Fahrmodi (Gänge) für die in den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Getriebeanordnungen dargestellt: 8/18 8In the following, in order to explain the shift positions of the individual shift elements in the respective operating states, electric drive EL, neutral N, first power split mode PSI, second power split mode PS2, direct gear ratio DG and overdrive OD is a shift matrix of travel modes (gears) for those shown in FIGS Fig. 2 shown gear arrangements shown: 8/18 8
Fahrmodus A C E EL X N PSI X PS2 DG X X X OD X XDrive mode A C E EL X N PSI X PS2 DG X X X OD X X
Folgende fünf Fahrmodi (Gange) sind möglich:The following five driving modes are possible:
1. Elektrisches Fahren EL1. Electric driving EL
Es steht mit dem Fahrmodus EL ein Gang mit fixer Übersetzung für einen Sekundärantrieb zur Verfügung. Dieser kann durch entsprechende Wahl der Drehrichtung des Antriebes entweder ein Vorwärts- oder ein Rückwärtsgang sein.It is with the driving mode EL a gear with a fixed ratio for a secondary drive available. This can be either a forward or reverse by appropriate choice of the direction of rotation of the drive.
2. Erster elektrodynamisch leistunasverzweiater Fahrbereich PSI 3. Zweiter elektrodynamisch leistunasverzweiater Fahrbereich PS22. First electrodynamic power-reversing driving range PSI 3. Second electrodynamic power-dissipating driving range PS2
Sowohl der erste, als auch zweite elektrodynamisch leistungsverzweigte Fahrbereich PSI, PS2 weist keine starre Übersetzung, aber jeweils ein konstantes Drehmomentverhältnis auf, bei dem zur Leistungsübertragung beide Antriebe beteiligt sein müssen.Both the first, and second electrodynamically power-split driving range PSI, PS2 has no rigid translation, but in each case a constant torque ratio, in which both drives must be involved for power transmission.
4. Direkter Durehtrieb DG4. Direct drive DG
Der Fahrmodus DG bildet einen ersten Gang mit festem Übersetzungsverhältnis für einen Primärantrieb, Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes SEK kann dem System zusätzliche Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden. 9/18 9The driving mode DG forms a first gear with a fixed gear ratio for a prime mover, By motor or generator operation of the secondary drive SEK, the system additional power can be supplied or removed. 9/18 9
5. Overdrive OD5. Overdrive OD
Der FahrmoduS ÖD bildet einen zweiten Gang mit festem Übersetzungsverhältnis für einen Primärantrieb, Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes SEK kann auch hier wieder dem System zusätzliche Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden.The FahrmoduS ÖD forms a second gear with a fixed gear ratio for a prime mover, By motor or regenerative operation of the secondary drive SEK can also be supplied to the system here additional power or dissipated.
Durch den Fahrmodus EL mit fixer Übersetzung für den Sekundärantrieb SEK kann unabhängig vom Betriebszustand des Primärantriebes ein Vorwärts- oder Rückwärtsgang dargestellt werden. Innerhalb der beiden elektrodynamisch leistungsverzweigte Fahrbereiche PSI, PS2 kann der Primärantrieb in einem optimalen Betriebspunkt gehalten werden; die entsprechende Übersetzung wird dabei über die Drehzahl des Sekundärantriebes SEK stufenlos eingestellt. Ein gewisses Drehmomentverhältnis aller An- und Abtriebsmomente zueinander muss innerhalb jedes Fahrbereiches gewahrt bleiben. Bei jedem der beiden Fahrmoden (Gänge) DG, ÖD mit fixer Übersetzung für den Primärantrieb kann der Antrieb allein durch den Primärantrieb erfolgen. Der Sekundärantrieb SEK, für den ebenfalls fixe Übersetzungen gelten, kann dem System wahlweise Leistung zu- oder abführen.Due to the driving mode EL with a fixed ratio for the secondary drive SEK, a forward or reverse gear can be displayed regardless of the operating state of the primary drive. Within the two electrodynamically power-split driving ranges PSI, PS2, the primary drive can be kept at an optimal operating point; The corresponding ratio is adjusted continuously via the speed of the secondary drive SEK. A certain torque ratio of all input and output torques to each other must be maintained within each driving range. In each of the two driving modes (gears) DG, ÖD with fixed ratio for the prime mover, the drive can be done solely by the prime mover. The secondary drive SEK, which also has fixed translations, can either supply or dispense power to the system.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante ist das erste Mehrwellengetriebe als 3-Wellengetriebe - insbesondere als einfaches Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenrad, also als Minusgetriebe - und das zweite Mehrwellengetriebe RS2 als 4-Wellengetriebe - insbesondere als einfaches Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Stufenplanetenrad - ausgeführt ist, wobei das zweite Mehrwellengetriebe RS2 in dieser Ausführung eine erste Differenzwelle dl.2, eine zweite Differenzwelle d2,2 und eine dritte Differenzweile d3.2 ausweist, wobei die zweite und die dritte Differenzwelle d2.2, d2.3 mit dem selben zweiten Planetenrad P2 und die erste Differenzwelle dl.2 mit einem drehfest und mit dem zweiten Planetenrad P2 verbundenen ersten Planetenrad PI im Zahneingriff steht. Von der in Fig. 1 gezeigten Ausführung unterscheidet sich diese Variante dadurch, dass die Bremseinrichtung A auf eine mit der dritten Differenzwelle d3.2 antriebsverbundene dritte Getriebewelle W6 und nicht auf eine mit der ersten Differenzwelle dl.2 antriebsyerbundene erste Getriebewelle W4 einwirkt.In the embodiment shown in Fig. 3, the first multi-shaft transmission as a 3-shaft gear - especially as a simple spur planetary gear with a planetary gear, so as a negative gear - and the second multi-shaft RS2 as a 4-shaft gear - especially as a simple spur planetary gear with a stepped planetary gear is executed, wherein the second multi-shaft transmission RS2 identifies in this embodiment, a first differential shaft dl.2, a second differential shaft d2.2 and a third Differenzweile d3.2, wherein the second and the third differential shaft d2.2, d2.3 with the the same second planetary gear P2 and the first differential shaft dl.2 with a rotationally fixed and connected to the second planetary gear P2 first planetary gear is in meshing engagement. From the embodiment shown in FIG. 1, this variant differs in that the braking device A acts on a third transmission shaft W6 drivingly connected to the third differential shaft d3.2 and not on a first transmission shaft W4 connected to the first differential shaft dl.2.
Dadurch, dass das Mehrwellengetriebe RS2 nicht als zweiläufiges 3-Wellengetriebe, sondern als zweiläufiges 4-Wellengetriebe ausgeführt ist, ergibt sich eine Anordnung mit sechs drehbaren Getriebewellen Wl, W2, W3, W4, W5 und W6, 10/18 10 wobei eine dritte Differenzweite d3.2 des 4-Wellengetriebes RS 2 mit der dritten Getriebeweile W6 drehbar in Verbindung steht. Durch die Bremseinrichtung A kann die dritte Getriebewelle W6 mit dem still stehenden Gehäuse G gekoppelt werden.Due to the fact that the multi-shaft transmission RS2 is not designed as a two-shaft 3-shaft transmission but as a two-shaft 4-shaft transmission, an arrangement with six rotatable transmission shafts W1, W2, W3, W4, W5 and W6 results, wherein a third difference d3.2 of the 4-shaft gearbox RS 2 with the third gear W6 rotatably connected. By the braking device A, the third gear shaft W6 can be coupled to the stationary housing G.
Im Folgenden ist zur Erläuterung der Schaltstellungen der einzelnen Schaltelemente in den leweiligen Betriebszuständen elektrisches Fahren EL, Neutral N, erster Leistungsverzweigungsmodus PSI, zweiter Leistungsverzweigungsmodus PS2, Direkte Übersetzung DG, Qverdrive OD und weiteren Qverdrive OD2 eine Schaltmatrix der Fahrmodi (Gänge) für die in Fig. 3 gezeigte Getriebeanordnung dargestellt:In the following, in order to explain the shift positions of the individual shift elements in the respective operating states, electric drive EL, neutral N, first power split mode PSI, second power split mode PS2, direct gear ratio DG, Qverdrive OD, and other Qverdrive OD2, a shift matrix of travel modes (gears) for those shown in FIG 3 shows the gear arrangement shown:
FahrmöduS A C E EL N PSI PS2 X X X U>va OD Λ Λ X X OD2 X XDriving capability A C E EL N PSI PS2 X X X U> OD OD X X OD2 X X
Folgende sechs Fahrmodi (Gänge)sind möglich:The following six driving modes (gears) are possible:
1. Elektrisches Fahren EL1. Electric driving EL
Es steht mit dem Fahrmodus EL ein Gang mit fixer Übersetzung für einen Sekundärantrieb zur Verfügung. Dieser kann durch entsprechende Wahl der Drehrichtung des Antriebes entweder ein Vorwärts- oder ein Rückwärtsgang seinIt is with the driving mode EL a gear with a fixed ratio for a secondary drive available. This can be either a forward or reverse by appropriate choice of the direction of rotation of the drive
2. Erster elektrodynamisch leistunqsverzweiater Fahrbereich PSI 3. Zweiter elektrodynamisch leistunasverzweiater Fahrbereich PS22. First electrodynamically power-limited driving range PSI 3. Second electrodynamic power-dissipated driving range PS2
Sowohl der erste, als auch zweite elektrodynamisch leistungsverzweigte Fahrbereich PSI, PS2 weist keine starre Übersetzung, aber jeweils ein konstantes 11/18 11Both the first, and second electrodynamically power-split driving range PSI, PS2 has no rigid translation, but each a constant 11/18 11th
Drehmomentverhältnis auf, bei dem zur Leistungsübertragung beide Antriebe beteiligt sein müssen,Torque ratio at which both drives must be involved for power transmission,
4. Direkter Durchtrieb DG4. Direct drive DG
Der Fahrmodus DG bildet einen ersten Gang mit festem Übersetzungsverhältnis für einen Primärantrieb. Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes SEK kann dem System zusätzliche Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden.The drive mode DG forms a first gear with a fixed gear ratio for a prime mover. By motor or regenerative operation of the secondary drive SEK the system additional power can be supplied or removed.
5. Overdrive OD5. Overdrive OD
Der Fahrmodus OD bildet einen zweiten Gang mit festem Übersetzungsverhältnis für einen Primärantrieb. Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes SEK kann auch hier wieder dem System zusätzliche Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden. 6. weiterer Overdrive OD2The drive mode OD forms a second gear with a fixed gear ratio for a prime mover. By means of motor or generator operation of the secondary drive SEK, additional power can also be supplied or removed to the system. 6. further overdrive OD2
Der Fahrmodus OD2 bildet einen dritten Gang mit festem Übersetzungsverhältnis für einen Primärantrieb, Durch motorischen bzw. generatorischen Betrieb des Sekundärantriebes SEK kann auch hier wieder dem System zusätzliche Leistung zu geführt bzw. abgeführt werden.The drive mode OD2 forms a third gear with a fixed gear ratio for a prime mover, By motor or regenerative operation of the secondary drive SEK can be performed or discharged additional power to the system here again.
Wesentlicher Vorteil dieser Anordnung ist die erhöhte Gesamtspreizung der sehaltbaren Gänge für den Primärantrieb.The main advantage of this arrangement is the increased total spread of the sustainable gears for the prime mover.
Durch den Fahrmodus EL mit fixer Übersetzung für den Sekundärantrieb SEK kann in jeder der in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten Ausführungsvarianten unabhängig vom Betriebszustand des Primärantriebes ein Vorwärts- oder Rückwärtsgang dargestellt werden. Innerhalb der beiden elektrodynamisch leistungsverzweigte Fahrbereiche PSI, PS2 kann der Primärantrieb in einem optimalen Betriebspunkt gehalten werden; die entsprechende Übersetzung wird dabei über die Drehzahl des Sekundärantriebes SEK stufenlos eingestellt. Ein gewisses Drehmomentverhältnis aller An- und Abtriebsmomente zueinander muss innerhalb jedes Fahrbereiches gewahrt bleiben. Bei jedem der Fahrmodi (Gänge) DG, OD bzw. OD2 mit fixer Übersetzung für den Primärantrieb kann der Antrieb allein durch den Primärantrieb 12/18 12 erfolgen. Der Sekundärantrieb SEK, für den ebenfalls fixe Übersetzungen gelten, kann dem System wahlweise Leistung zu- oder abführen.Due to the drive mode EL with a fixed ratio for the secondary drive SEK, a forward or reverse gear can be represented in each of the embodiment variants shown in FIGS. 1 to 3, independently of the operating state of the primary drive. Within the two electrodynamically power-split driving ranges PSI, PS2, the primary drive can be kept at an optimal operating point; The corresponding ratio is adjusted continuously via the speed of the secondary drive SEK. A certain torque ratio of all input and output torques to each other must be maintained within each driving range. In each of the driving modes (gears) DG, OD or OD2 with fixed ratio for the prime mover, the drive can be done solely by the primary drive 12/18 12. The secondary drive SEK, which also has fixed translations, can either supply or dispense power to the system.
Der offensichtlichste konstruktive Vorteil liegt in der Einfachheit der Anordnungen, Mit nur zwei Mehrwellengetrieben RSl, RS2 und 3 Schaltelementen A, C, E ist es möglich sechs von insgesamt acht theoretisch möglichen Schaltkombinationen sinnvoll zu nutzen. 13/18The most obvious design advantage lies in the simplicity of the arrangements, With only two multi-shaft gears RSl, RS2 and 3 switching elements A, C, E, it is possible to make meaningful use of six of a total of eight theoretically possible switching combinations. 13/18
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2014
- 2014-03-24 WO PCT/EP2014/055839 patent/WO2014161739A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100273594A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Hyundai Motor Company | Power train for hybrid vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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