DE102013001565A1

DE102013001565A1 - Kraftfahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: DE102013001565A1
Application number: DE201310001565
Authority: DE
Inventors: Ivan Brajdic; Tobias Lenz; Thomas Ramsteiner; Moritz Stockmeier; Kerstin Weiler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen ersten Teilgetriebe (10), das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer ersten Antriebsachse (11) aufweist, und einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen zweiten Teilgetriebe (12), das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer zweiten Antriebsachse (13) aufweist, wobei das erste Teilgetriebe (10) und das zweite Teilgetriebe (12) in Bezug auf die zweite Antriebsachse (13) in Reihe angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 713 657 B1 ist bereits ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem zur Schaltung von mehreren Getriebegängen vorgesehenen Getriebe, das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer Antriebsachse aufweist, und einer zur Anbindung einer weiteren Antriebsachse vorgesehenen Kupplungseinheit, bekannt.
Weiter sind Kraftfahrzeugantriebsstränge bekannt, die ein zur Schaltung von mehreren Getriebegängen vorgesehenes erstes Teilgetriebe, das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer ersten Antriebsachse aufweist, und ein zur Schaltung von mehreren Getriebegängen vorgesehenes zweites Teilgetriebe, das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer zweiten Antriebsachse aufweist, umfassen.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, den Kraftfahrzeugantriebsstrang hinsichtlich einer Gewichtsverteilung zu optimieren. Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrang entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen ersten Teilgetriebe, das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer ersten Antriebsachse aufweist, und einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen zweiten Teilgetriebe, das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer zweiten Antriebsachse aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe in Bezug auf die zweite Antriebsachse in Reihe angeordnet sind. Dadurch kann realisiert werden, dass das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe bezüglich der Getriebegänge sequentiell auf die zweite Antriebsachse wirken, wodurch die Getriebegänge gewichtssparend und transaxial auf zwei Teilgetriebe aufgeteilt werden können. Dadurch kann ein als transaxialer Allradantriebsstrang ausgebildeter Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer geringen Anzahl an Bauteilen bereitgestellt werden, wodurch ein Gewicht und eine Komplexität reduziert werden kann. Die Getriebegänge können hinsichtlich eines Gewichts verteilt dargestellt werden, wodurch eine Gewichtsverteilung und damit eine Fahrdynamik eines den Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisenden Kraftfahrzeugs verbessert werden kann. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann dadurch hinsichtlich einer Gewichtsverteilung optimiert werden. Die Teilgetriebe sind vorzugsweise jeweils dazu vorgesehen, zumindest zwei unterschiedliche, diskrete Übersetzungen, die aktiv schaltbar sind, bereitzustellen. Unter einem „Teilgetriebe” soll insbesondere ein Teil eines zur Schaltung von Getriebegängen vorgesehenen Doppelgetriebes verstanden werden, wobei das eine Teilgetriebe lediglich zur Schaltung eines Teils der Getriebegänge vorgesehen ist, wohingegen der andere Teil der Getriebegänge durch das andere Teilgetriebe oder mit Hilfe des anderen Teilgetriebes geschaltet wird, beispielsweise indem die Übersetzungen der Teilgetriebe überlagert werden. Vorzugsweise sind die zwei Teilgetriebe jeweils zur Schaltung sequentiell aufeinanderfolgender Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen, d. h. das erste Teilgetriebe ist zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge 1 bis m und das zweite Teilgetriebe zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge m + 1 bis n vorgesehen, wobei m kleiner ist als n und m, n natürliche, positive Zahlen sind. Unter „in Bezug auf die zweite Antriebsachse” soll insbesondere entlang eines zwischen einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugantriebsstrangs und der zweiten Antriebsachse verlaufenden Kraftflusses verstanden werden. Darunter, dass „ein Teilgetriebe auf eine Antriebsachse wirkt”, soll insbesondere verstanden werden, dass der Antriebsmotor über das Teilgetriebe auf die Antriebsachse wirkt und/oder dass die Antriebsachse durch das von dem Antriebsmoment bereitgestellte und das Teilgetriebe übersetzte Antriebsmoment angetrieben wird. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Zur Verbesserung eines Wirkungsgrads wird weiter vorgeschlagen, dass das erste Teilgetriebe für die erste Antriebsachse und die zweite Antriebsachse und das zweite Teilgetriebe lediglich für die zweite Antriebsachse vorgesehen ist. Dadurch kann realisiert werden, dass das erste Teilgetriebe auf beide Antriebsachsen und das zweite Teilgetriebe lediglich auf die zweite Antriebsachse wirkt, wodurch ein Antrieb beider Antriebsachsen in den durch das erste Teilgetriebe bereitgestellten Getriebegängen und ein Antrieb lediglich der zweiten Antriebsachse in den durch das zweite Teilgetriebe bereitgestellten Getriebegängen bereitgestellt werden kann. Dadurch kann ein getriebegangabhängiger Allradantrieb bereitgestellt werden. Darunter, dass „ein Teilgetriebe für eine Antriebsachse vorgesehen ist”, soll insbesondere verstanden werden, dass in zumindest einem Betriebszustand das Teilgetriebe auf die Antriebsachse wirken kann und/oder die Antriebsachse in zumindest einem Betriebszustand in einem durch dieses Teilgetriebe bereitgestellten Getriebegängen antreibbar ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das erste Teilgetriebe bezüglich eines von einem Antriebsmotor bereitgestellten Kraftflusses dem zweiten Teilgetriebe vorgeschaltet ist, wodurch eine durch den Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung zum Antrieb der ersten Antriebsachse zwischen den Teilgetrieben abgezweigt werden kann. Unter „vorgeschaltet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der von dem Antriebsmotor bereitgestellte Kraftfluss zuerst durch das erste Teilgetriebe hindurch verläuft und/oder übersetzt wird, bevor dieser durch das zweite Teilgetriebe verläuft und/oder übersetzt wird, wobei die Übersetzung von zumindest einem der Teilgetriebe auch 1 betragen kann.
Zur Realisierung des Allradantriebs ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen zum Antrieb der ersten Antriebsachse vorgesehenen ersten Achsantrieb und einen zum Antrieb der zweiten Antriebsachse vorgesehenen zweiten Achsantrieb aufweist, die in zumindest einem Getriebegang beide an das erste Teilgetriebe antriebstechnisch angebunden sind. Dadurch kann das durch das erste Teilgetriebe übersetzte Moment zum Antrieb beider Antriebsachsen genutzt werden, wodurch realisiert werden kann, dass der Allradantrieb für die durch das erste Teilgetriebe geschalteten Getriebegänge hergestellt wird.
Zum Antrieb der ersten Antriebsachse ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Kraftfahrzeugantriebsstrang zumindest ein Verteilergetriebe aufweist, das den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes in zumindest einem Getriebegang an den ersten Achsantrieb und in allen Getriebegängen an das zweite Teilgetriebe anbindet, wodurch ein definierbarer Teil des durch den Antriebsmotor bereitgestellten Antriebsmoments zwischen den in Reihe angeordneten Teilgetrieben in dem zumindest einen Getriebegang auf die erste Antriebsachse abgezweigt werden kann. Vorzugsweise bindet das Verteilergetriebe den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes lediglich in den durch das erste Teilgetriebe schaltbaren Getriebegängen an den ersten Achsantrieb an, wodurch realisiert werden kann, dass die erste Antriebsachse zusätzlich zur zweiten Antriebsachse lediglich bei den durch das erste Teilgetriebe geschalteten Getriebegängen und die zweite Antriebsachse in allen Getriebegängen angetrieben wird.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das erste Teilgetriebe zur Schaltung einer ersten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, die für die erste Antriebsachse und die zweite Antriebsachse vorgesehen sind, und das zweite Teilgetriebe zur Schaltung einer zweiten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, die sich bezüglich einer Übersetzung von den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe unterscheiden und lediglich für die zweite Antriebsachse vorgesehen sind. Dadurch kann realisiert werden, dass der Allradantrieb lediglich für die durch das erste Teilgetriebe dargestellten Getriebegänge hergestellt wird, wodurch ein fahrphysikalisch sinnvoller Allradantrieb bereitgestellt werden kann. Unter „einem Vorwärtsgetriebegang, der für eine Antriebsachse vorgesehen ist”, soll insbesondere verstanden werden, dass die Antriebsachse in dem Vorwärtsgetriebegang mit dem Antriebsmotor antriebstechnisch verbunden ist und/oder durch das durch den Antriebsmotor bereitgestellte, entsprechend dem Vorwärtsgetriebegang übersetzte Antriebsmoment angetrieben wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Gruppe lediglich niedrige Vorwärtsgetriebegänge und die zweite Gruppe lediglich hohe Vorwärtsgetriebegänge aufweist, wodurch realisiert werden kann, dass der Allradantrieb lediglich bei niedrigen Geschwindigkeiten hergestellt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Teilgetriebe zur Schaltung von zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen, der für die erste Antriebsachse und die zweite Antriebsachse vorgesehen ist, wodurch eine sichere Rückwärtsfahrt, insbesondere bei schlechter Bodenhaftung von Antriebsrädern, realisiert werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Kraftfahrzeugantriebsstrang zumindest ein Anfahrelement aufweist, das bezüglich eines von einem Antriebsmotor bereitgestellten Kraftflusses dem ersten Teilgetriebe vorgeschaltet ist, wodurch ein sicheres Anfahren, insbesondere bei schlechter Bodenhaftung der Antriebsräder, realisiert werden kann.
Um das Gewicht optimal zu verteilen, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe räumlich voneinander getrennt sind, wobei das erste Teilgetriebe vorderachsnah und das zweite Teilgetriebe hinterachsnah angeordnet sind, wodurch eine besonders vorteilhafte transaxiale Darstellung der Getriebegänge realisiert werden kann. Unter „räumlich voneinander getrennt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Teilgetriebe jeweils ein Gehäuse aufweisen, wobei das Gehäuse des ersten Teilgetriebes und das Gehäuse des zweiten Teilgetriebes voneinander getrennt und/oder zueinander separat ausgebildet sind. Unter „vorderachsnah” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das vorderachsnah angeordnete Teilgetriebe im Vergleich zu dem hinterachsnah angeordneten Teilgetriebe näher zu einer Vorderachse des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angeordnet ist. Unter „hinterachsnah” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das hinterachsnah angeordnete Teilgetriebe im Vergleich zu dem vorderachsnah angeordneten Teilgetriebe näher zu einer Hinterachse des Kraftfahrzeugantriebsstrangs angeordnet ist.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn der erste Achsantrieb als ein Vorderachsantrieb und der zweite Achsantrieb als ein Hinterachsantrieb ausgebildet ist, wodurch ein besonders vorteilhafter Kraftfahrzeugantriebsstrang hergestellt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
1 zeigt schematisch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem zur Bereitstellung eines Antriebsmoments vorgesehenen Antriebsmotor 14, einem zur Schaltung von einer Vielzahl an Getriebegängen vorgesehenen Doppelgetriebe 19, einer ersten Antriebsachse 11 und einer zweiten Antriebsachse 13. Zur Übertragung eines von dem Doppelgetriebe 19 übersetzten Antriebsmoments auf eine Straße, weist die erste Antriebsachse 11 erste Antriebsräder 20, 21 und die zweite Antriebsachse 13 zweite Antriebsräder 22, 23 auf. Die Antriebsachsen 11, 13 sind jeweils durch den Antriebsmotor 14 antreibbar. Die erste Antriebsachse 11 ist als eine Vorderachse und die zweite Antriebsachse 13 als eine Hinterachse ausgebildet. Damit sind die ersten Antriebsräder 20, 21 als Vorderräder und die zweiten Antriebsräder 22, 23 als Hinterräder ausgebildet. Der Antriebsmotor 14 ist als ein Verbrennungsmotor ausgebildet. Er ist vorderachsnah angeordnet.
Zur Verbesserung einer Gewichtsverteilung ist das Doppelgetriebe 19 in Form zweier Teilgetriebe 10, 12 aufgebaut. Das Doppelgetriebe 19 ist in das erste Teilgetriebe 10 und in das zweite Teilgetriebe 12 physikalisch aufgeteilt, die transaxial angeordnet sind. Die durch das Doppelgetriebe 19 bereitgestellten Getriebegänge sind sequentiell auf die beiden Teilgetriebe 10, 12 aufgeteilt, wobei die Teilgetriebe 10, 12 zur Schaltung jeweils nur eines Teils der vorhandenen Getriebegänge vorgesehen sind. Die zwei Teilgetriebe 10, 12 sind räumlich getrennt voneinander ausgebildet. Das erste Teilgetriebe 10 ist vorderachsnah und das zweite Teilgetriebe 12 hinterachsnah angeordnet.
Das erste Teilgetriebe 10 weist einen Getriebeausgang auf, der an die erste Antriebsachse 11 antriebstechnisch anbindbar ist. Das erste Teilgetriebe 10 ist an die erste Antriebsachse 11 antriebstechnisch anbindbar und von dieser trennbar. Das erste Teilgetriebe 10 wirkt damit schaltbar auf die erste Antriebsachse 11. Der Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 ist permanent an das zweite Teilgetriebe 12 antriebstechnisch angebunden. Das erste Teilgetriebe 10 ist über das zweite Teilgetriebe 12 an die zweite Antriebsachse 13 antriebstechnisch angebunden. Das zweite Teilgetriebe 12 weist einen Getriebeausgang auf, der antriebstechnisch lediglich an die zweite Antriebsachse 13 angebunden ist. Der Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 ist permanent an einen Getriebeeingang des zweiten Teilgetriebes 12 angebunden.
Das erste Teilgetriebe 10 und das zweite Teilgetriebe 12 sind in Bezug auf die zweite Antriebsachse 13 in Reihe zueinander angeordnet. Sie sind bezüglich einem von dem Antriebsmotor 14 bereitgestellten Kraftfluss in Reihe und damit nacheinander angeordnet. Die zwei Teilgetriebe 10, 12 sind bezüglich eines Kraftflusses zwischen dem Antriebsmotor 14 und der zweiten Antriebsachse 13 in Reihe angeordnet. Dabei ist das erste Teilgetriebe 10 für beide Antriebsachsen 11, 13 und das zweite Teilgetriebe 12 lediglich für die zweite Antriebsachse 13 vorgesehen. Das erste Teilgetriebe 10 ist bezüglich des von dem Antriebsmotor 14 bereitgestellten Kraftflusses dem zweiten Teilgetriebe 12 vorgeschaltet. Das erste Teilgetriebe 10 ist entlang des Kraftflusses zwischen dem Antriebsmotor 14 und dem zweiten Teilgetriebe 12 angeordnet. Die beiden Teilgetriebe 10, 12 sind dabei bezüglich der Getriebegänge sequentiell schaltbar ausgeführt. Sie wirken bezüglich der Getriebegänge sequentiell und damit nacheinander auf die zweite Antriebsachse 13.
Zum Antrieb der ersten Antriebsachse 11 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen ersten Achsantrieb 15 auf, der an das erste Teilgetriebe 10 antriebstechnisch anbindbar ist. Der erste Achsantrieb 15 weist ein Achsgetriebe 24 auf, das zwei, jeweils mit einem ersten Antriebsrad 20, 21 verbundene Radantriebswellen 25, 26 antreibt. Das Achsgetriebe 24 weist dabei lediglich eine Übersetzung auf. Der erste Achsantrieb 15 ist als ein Vorderachsantrieb ausgebildet. Damit ist das erste Achsgetriebe 24 als ein Vorderachsgetriebe ausgebildet.
Zum Antrieb der zweiten Antriebsachse 13 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen zweiten Achsantrieb 16 auf, der antriebstechnisch an das erste Teilgetriebe 10 und das zweite Teilgetriebe 12 angebunden ist. Der zweite Achsantriebs 16 weist ein Achsgetriebe 27 auf, das zwei, jeweils mit einem zweiten Antriebsrad 22, 23 verbundene Radantriebswellen 28, 29 antreibt. Das Achsgetriebe 27 weist dabei lediglich eine Übersetzung auf. Das zweite Achsgetriebe 27 weist einen Eingang auf, der an den Getriebeausgang des zweiten Teilgetriebes 12 angebunden ist. Der zweite Achsantrieb 16 ist als ein Hinterachsantrieb ausgebildet. Damit ist das zweite Achsgetriebe 27 als ein Hinterachsgetriebe ausgebildet.
Zur Verteilung des von dem Antriebsmotor 14 bereitgestellten Antriebsmoments auf die erste Antriebsachse 11 und die zweite Antriebsachse 13 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Verteilergetriebe 17 auf. Das Verteilergetriebe 17 verteilt das Antriebsmoment vollvariabel auf beide Antriebsachsen 11, 13. Es stellt eine Momentenverteilung zwischen den beiden Antriebsachsen 11, 13 ein. Das Verteilergetriebe 17 bindet den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 konstruktiv an den ersten Achsantrieb 15 und permanent antriebstechnisch an das zweite Teilgetriebe 12 an. Das Verteilergetriebe 17 ist bezüglich des von dem Antriebsmotor 14 bereitgestellten Kraftflusses hinter dem ersten Teilgetriebe 10 und vor dem zweiten Teilgetriebe 12 angeordnet. Das erste Teilgetriebe 10 ist über das Verteilergetriebe 17 an die erste Antriebsachse 11 anbindbar und permanent an das zweite Teilgetriebe 12 angebunden. Das Verteilergetriebe 17 bindet den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 lediglich bei einem Teil der Getriebegänge antriebstechnisch an den ersten Achsantrieb 15 an. Zur Anbindung an das zweite Teilgetriebe 12 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Welle 31 auf, die einen zum Antrieb der zweiten Antriebsachse 13 vorgesehenen Ausgang des Verteilergetriebes 17 permanent an den Getriebeeingang des zweiten Teilgetriebes 12 anbindet. Das Verteilergetriebe 17 bindet den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 bei allen Getriebegängen antriebstechnisch an das zweite Teilgetriebe 12 an. Der Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 ist dabei permanent an einen einzigen Eingang des Verteilergetriebes 17 angebunden. Das Verteilergetriebe 17 ist als ein Längsverteilergetriebe ausgebildet.
Zur Entkopplung der ersten Antriebsachse 11 von dem Antriebsmotor 14 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Trennelement 30 auf. Das Trennelement 30 verbindet das erste Teilgetriebe 10 trennbar mit der ersten Antriebsachse 11. Das Trennelement 30 trennt in seinem offenen Zustand den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 antriebstechnisch von dem ersten Achsantrieb 15 und damit von der ersten Antriebsachse 11 und verbindet in seinem geschlossenen Zustand den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 antriebstechnisch mit dem ersten Achsantrieb 15 und damit mit der ersten Antriebsachse 11. Das Trennelement 30 ist bezüglich des Kraftflusses zwischen dem ersten Achsgetriebe 24 und dem Verteilergetriebe 17 angeordnet. Es bindet einen zum Antrieb der ersten Antriebsachse 11 vorgesehenen Ausgang des Verteilergetriebes 17 trennbar an das erste Achsgetriebe 24 an. Das Trennelement 30 ist als eine Trennkupplung ausgebildet. Es ist kraftschlüssig ausgeführt. Durch das Trennelement 30 können unterschiedliche Betriebs- und/oder Schaltstrategien verfolgt werden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Verteilergetriebe 17 zur variablen Momentenverteilung zwischen den beiden Antriebsachsen 11, 13 vorgesehen ist, wodurch ein sogenannter Torque-on-Demand-Allradantrieb realisiert werden kann. Wenn dabei die Möglichkeit besteht, die zweite Antriebsachse 13 mit 100% des Antriebsmoments zu versorgen, kann auf das Trennelement 30 auch verzichtet werden.
Zum Anfahren oder zur Entkopplung des Antriebsmotors 14 weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Anfahrelement 18 auf, das bezüglich des von dem Antriebsmotor 14 bereitgestellten Kraftflusses dem ersten Teilgetriebe 10 vorgeschaltet ist. Das Anfahrelement 18 ist bezüglich des Kraftflusses zwischen dem Antriebsmotor 14 und dem ersten Teilgetriebe 10 angeordnet. Das Anfahrelement 18 verbindet den Antriebsmotor 14 trennbar mit einem Getriebeeingang des ersten Teilgetriebes 10. Das Anfahrelement 18 ist vorderachsnah angeordnet. Das Anfahrelement 18 ist als eine Anfahrkupplung ausgebildet. Es ist kraftschlüssig ausgeführt, kann alternativ aber auch als Drehmomentwandler ausgeführt sein.
Das Doppelgetriebe 19 ist zur Schaltung von mehr als vier Getriebegängen vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Doppelgetriebe 19 zur Schaltung von neun Vorwärtsgetriebegängen und einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen. Die neun Vorwärtsgetriebegänge sind sequentiell auf die Teilgetriebe 10, 12 aufgeteilt. Das erste Teilgetriebe 10 stellt eine erste Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen und das zweite Teilgetriebe 12 eine zweite Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen bereit. Das erste Teilgetriebe 10 ist damit zur Schaltung der ersten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen und das zweite Teilgetriebe 12 zur Schaltung der zweiten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Die Vorwärtsgetriebegänge der ersten Gruppe unterscheiden sich bezüglich der Übersetzung von den Vorwärtsgetriebegängen der zweiten Gruppe. Die durch das Doppelgetriebe 19 bereitgestellten Getriebegänge sind somit in die zwei Gruppen und damit auf die beiden Teilgetriebe 10, 12 aufgeteilt.
Die erste Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen weist lediglich niedrige Vorwärtsgetriebegänge und die zweite Gruppe lediglich hohe Vorwärtsgetriebegänge auf. Die niedrigen Vorwärtsgetriebegänge weisen dabei jeweils eine Gesamttriebstrangübersetzung auf, die größer ist als eine Gesamttriebstrangübersetzung jedes der hohen Vorwärtsgetriebegänge. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Teilgetriebe 10 zur Schaltung des ersten, zweiten, dritten und vierten Vorwärtsgetriebegangs und das zweite Teilgetriebe 12 zur Schaltung des vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten Vorwärtsgetriebegangs vorgesehen. Der Rückwärtsgetriebegang ist dabei dem ersten Teilgetriebe 10 zugeordnet. Das erste Teilgetriebe 10 ist damit zur Schaltung des Rückwärtsgetriebegangs vorgesehen. Grundsätzlich kann das Doppelgetriebe 19 auch zur Schaltung oder Bereitstellung einer anderen Anzahl an Vorwärtsgetriebegängen und/oder Rückwärtsgetriebegängen vorgesehen sein, die sequentiell auf die Teilgetriebe 10, 12 verteilt sind. Dabei ist das erste Teilgetriebe 10 zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge 1 bis m und das zweite Teilgetriebe 12 zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge m + 1 bis n vorgesehen, wobei m kleiner ist als n und n der höchste Vorwärtsgetriebegang ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist m der vierte Vorwärtsgetriebegang und n der neunte Vorwärtsgetriebegang. Demzufolge ist m + 1 in diesem Ausführungsbeispiel der fünfte Vorwärtsgetriebegang.
Die erste Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen ist für beide Antriebsachsen 11, 13 vorgesehen. Dabei ist der Antrieb der ersten Antriebsachse 11 in den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe abhängig von dem Trennelement 30. In den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe und in dem Rückwärtsgetriebegang sind der erste Achsantrieb 15 und der zweite Achsantrieb 16 an dem ersten Teilgetriebe 10 antriebstechnisch angebunden. Das Verteilergetriebe 17 bindet den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes 10 mittels des Trennelements 30 lediglich in den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe und in dem Rückwärtsgetriebegang antriebstechnisch an den ersten Achsantrieb 15.
Die zweite Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen ist lediglich für die zweite Antriebsachse 13 vorgesehen. In den Vorwärtsgetriebegängen der zweiten Gruppe ist das erste Teilgetriebe 10 antriebstechnisch von der ersten Antriebsachse 11 entkoppelt. Das Trennelement 30 ist bei geschalteten Vorwärtsgetriebegängen der zweiten Gruppe in den offenen Zustand geschaltet. Das Antriebsmoment wird lediglich in den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe zum Antrieb der ersten Antriebsachse 11 abgezweigt.
In den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe stellt der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen Allradantrieb bereit, vorausgesetzt das Trennelement 30 ist in seinem geschlossenen Zustand geschaltet. In den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe wird somit die erste Antriebsachse 11 und die zweite Antriebsachse 13 durch das durch den Antriebsmotor 14 bereitgestellte Antriebsmoment angetrieben, vorausgesetzt das Trennelement 30 ist geschlossen. In diesem Ausführungsbeispiel werden beide Antriebsachsen 11, 13 angetrieben, wenn der erste, zweite, dritte und der vierte Vorwärtsgetriebegang geschaltet ist. Bei geöffnetem Trennelement 30, also bei einer anderen Betriebs- und/oder Schaltstrategie, stellt der Kraftfahrzeugantriebsstrang in den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe lediglich einen Hinterradantrieb bereit. Bei geöffnetem Trennelement 30 wird in den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe lediglich die zweite Antriebsachse 13 durch das durch den Antriebsmotor 14 bereitgestellte Antriebsmoment angetrieben.
In den Vorwärtsgetriebegängen der zweiten Gruppe stellt der Kraftfahrzeugantriebsstrang lediglich den Hinterradantrieb bereit. In den Vorwärtsgetriebegängen der zweiten Gruppe wird somit lediglich die zweite Antriebsachse 13 durch das durch den Antriebsmotor 14 bereitgestellte Antriebsmoment angetrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird lediglich die zweite Antriebsachse 13 angetrieben, wenn der fünfte, sechste, siebte, achte und der neunte Vorwärtsgetriebegang geschaltet ist. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang stellt somit einen getriebegangabhängigen Allradantrieb bereit.
Der Rückwärtsgetriebegang ist für die erste Antriebsachse 11 und die zweite Antriebsachse 13 vorgesehen. Dabei ist der Antrieb der ersten Antriebsachse 11 in dem Rückwärtsgetriebegang abhängig von dem Trennelement 30. In dem Rückwärtsgetriebegang stellt der Kraftfahrzeugantriebsstrang den Allradantrieb bereit, vorausgesetzt das Trennelement 30 ist in seinem geschlossenen Zustand geschaltet. In dem Rückwärtsgetriebegang wird somit die erste Antriebsachse 11 und die zweite Antriebsachse 13 durch das durch den Antriebsmotor 14 bereitgestellte Antriebsmoment angetrieben, vorausgesetzt das Trennelement 30 ist geschlossen. Bei geöffnetem Trennelement 30, also bei einer anderen Betriebs- und/oder Schaltstrategie, stellt der Kraftfahrzeugantriebsstrang in dem Rückwärtsgetriebegang lediglich den Hinterradantrieb bereit. Bei geöffnetem Trennelement 30 wird in dem Rückwärtsgetriebegang lediglich die zweite Antriebsachse 13 durch das durch den Antriebsmotor 14 bereitgestellte Antriebsmoment angetrieben.
Das erste Teilgetriebe 10 weist zur Bereitstellung des Getriebeeingangs eine Getriebeeingangswelle 32, zur Bereitstellung des Getriebeausgangs eine Getriebeausgangswelle 33 und zur Bereitstellung der Getriebegänge einen Zahnradsatz 34 auf, der die Getriebeeingangswelle 32 und die Getriebeausgangswelle 33 miteinander verbindet. Die Getriebeeingangswelle 32 ist über das Anfahrelement 18 an den Antriebsmotor 14 anbindbar. Grundsätzlich kann das Anfahrelement 18 auch in das erste Teilgetriebe 10 integriert sein, wobei die Getriebeeingangswelle 32 dabei permanent an den Antriebsmotor 14 angebunden und durch das Anfahrelement 18 von dem Zahnradsatz 34 trennbar ist.
Das Verteilergetriebe 17 weist zur Bereitstellung des einzigen Eingangs eine Eingangswelle 35, zur Bereitstellung des zum Antrieb der ersten Antriebsachse 11 vorgesehen Ausgangs eine erste Ausgangswelle 36, zur Bereitstellung des zum Antrieb der zweiten Antriebsachse 13 vorgesehen Ausgangs eine zweite Ausgangswelle 37 und einen zur Verteilung des Antriebsmoments vorgesehenen Zahnradsatz 38 auf, der die Eingangswelle 35 mit den zwei Ausgangswellen 36, 37 verbindet. Die Eingangswelle 35 des Verteilergetriebes 17 und die Getriebeausgangswelle 33 des ersten Teilgetriebes 10 sind permanent miteinander verbunden. Die zweite Ausgangswelle 37 des Verteilergetriebes 17 und die Welle 31 sind permanent miteinander verbunden. Die erste Ausgangswelle 36 ist über das Trennelement 30 an das erste Achsgetriebe 24 anbindbar. Grundsätzlich kann das Trennelement 30 auch in das Verteilergetriebe 17 integriert sein, wobei die erste Ausgangswelle 36 dabei permanent an das erste Achsgetriebe 24 angebunden und durch das Trennelement 30 von dem Zahnradsatz 38 trennbar ist.
Das zweite Teilgetriebe 12 weist zur Bereitstellung des Getriebeeingangs eine Getriebeeingangswelle 39, zur Bereitstellung des Getriebeausgangs eine Getriebeausgangswelle 40 und zur Bereitstellung der Getriebegänge einen Zahnradsatz 41 auf, der die Getriebeeingangswelle 39 und die Getriebeausgangswelle 40 miteinander verbindet. Die Getriebeeingangswelle 39 des zweiten Teilgetriebes 12 ist permanent an die Welle 31 und damit permanent an die zweite Ausgangswelle 37 des Verteilergetriebes 17 angebunden. Die Getriebeausgangswelle 40 des zweiten Teilgetriebes 12 ist permanent an das zweite Achsgetriebe 27 angebunden.
Insbesondere das erste Teilgetriebe 10 weist einen Vorwärtsgetriebegang mit einer Übersetzung 1 auf, wodurch die Getriebeeingangswelle 32 des ersten Teilgetriebes 10 und die Getriebeausgangswelle 33 des ersten Teilgetriebes 10 direkt drehfest miteinander verbunden sind. Ein Übersetzungsverhältnis für die zweite Antriebsachse 13 kann damit lediglich durch das zweite Teilgetriebe 12 bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist das erste Teilgetriebe 10 dazu vorgesehen, die Gruppe der Vorwärtsgetriebegänge mit einem Übersetzungsverhältnis von größer oder gleich 1 bereitzustellen, während das zweite Teilgetriebe 12 dazu vorgesehen ist, Vorwärtsgetriebegänge mit einem Übersetzungsverhältnis gleich oder kleiner 1 bereitzustellen. Grundsätzlich können die Teilgetriebe 10, 12 eine beliebige, dem Fachmann grundsätzlich bekannte Ausgestaltung aufweisen, die zwei oder mehr Vorwärtsgetriebegänge bereitstellt. Beispielsweise ist eine Ausgestaltung der Teilgetriebe 10, 12 jeweils in Form eines Doppelkupplungsgetriebes, eines Zahnräderwechselgetriebes, eines Mehrstufengetriebes, eines Planetenradgetriebes oder in einer anderen Bauart denkbar. Die Übersetzungen, die das jeweilige Teilgetriebe 10, 12 bereitstellt, können dabei ebenfalls von der beschriebenen Übersetzung abweichen.
Grundsätzlich kann der entsprechende Getriebegang auch durch eine Überlagerung von den durch das erste Teilgetriebe 10 und das zweite Teilgetriebe 12 eingestellten Übersetzungen bereitgestellt werden, wobei die Übersetzung auch eins betragen kann. Dabei kann das erste Teilgetriebe 10 als ein Hauptgetriebe und das zweite Teilgetriebe 12 als eine Nachschaltgruppe ausgebildet sein. Die Nachschaltgruppe kann dabei sowohl als Split-(Verfeinerung der Gangsprünge), als auch als Rangegruppe (Erweiterung der Gesamtspreizung) fungieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1713657 B1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen ersten Teilgetriebe (10), das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer ersten Antriebsachse (11) aufweist, und einem zur Schaltung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehenen zweiten Teilgetriebe (12), das einen Getriebeausgang zur Anbindung einer zweiten Antriebsachse (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) und das zweite Teilgetriebe (12) in Bezug auf die zweite Antriebsachse (13) in Reihe angeordnet sind.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) für die erste Antriebsachse (11) und die zweite Antriebsachse (13) und das zweite Teilgetriebe (12) lediglich für die zweite Antriebsachse (13) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) bezüglich eines von einem Antriebsmotor (14) bereitgestellten Kraftflusses dem zweiten Teilgetriebe (12) vorgeschaltet ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zum Antrieb der ersten Antriebsachse (11) vorgesehenen ersten Achsantrieb (15) und einen zum Antrieb der zweiten Antriebsachse (13) vorgesehenen zweiten Achsantrieb (16), die in zumindest einem Getriebegang beide an das erste Teilgetriebe (10) antriebstechnisch angebunden sind.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest ein Verteilergetriebe (17), das den Getriebeausgang des ersten Teilgetriebes (10) in zumindest einem Getriebegang an den ersten Achsantrieb (15) und in allen Getriebegängen an das zweite Teilgetriebe (12) anbindet.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) zur Schaltung einer ersten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, die für die erste Antriebsachse (11) und die zweite Antriebsachse (13) vorgesehen sind, und das zweite Teilgetriebe (12) zur Schaltung einer zweiten Gruppe an Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, die sich bezüglich einer Übersetzung von den Vorwärtsgetriebegängen der ersten Gruppe unterscheiden und lediglich für die zweite Antriebsachse (13) vorgesehen sind.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe lediglich niedrige Vorwärtsgetriebegänge und die zweite Gruppe lediglich hohe Vorwärtsgetriebegänge aufweist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) zur Schaltung von zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist, der für die erste Antriebsachse (11) und die zweite Antriebsachse (13) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Anfahrelement (18), das bezüglich eines von einem Antriebsmotor (14) bereitgestellten Kraftflusses dem ersten Teilgetriebe (10) vorgeschaltet ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe (10) und das zweite Teilgetriebe (12) räumlich voneinander getrennt sind, wobei das erste Teilgetriebe (10) vorderachsnah und das zweite Teilgetriebe (12) hinterachsnah angeordnet sind.