DE102015206190A1 - Transmission device and switching method for a drive device with two electric machines - Google Patents

Transmission device and switching method for a drive device with two electric machines Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (2) für ein Fahrzeug, die zwei Getriebeeinheiten (3, 4), jeweils mit einer Getriebeantriebswelle (5, 6) und einer Getriebeabtriebswelle (12, 13), umfasst, wobei die Getriebeantriebswelle und die Getriebeabtriebswelle der jeweiligen Getriebeeinheit derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der Getriebeantriebswelle mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der Getriebeabtriebswelle übersetzt wird. Ferner umfasst die Getriebevorrichtung (2) eine Abtriebseinheit (7) zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder der zweiten Getriebeabtriebswelle und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments an einen Abtrieb des Fahrzeugs sowie ein erstes Schaltelement (8) zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle (5) und der zweiten Getriebeantriebswelle (6). Die Erfindung betrifft auch eine Antriebsvorrichtung (1), die neben der genannten Getriebevorrichtung (2) ferner für jede der zwei Getriebeeinheiten (3, 4) jeweils eine Antriebseinheit (9, 10), insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, umfasst. Ferner richtet sich die Erfindung auf ein Betriebsverfahren für die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung (2).The invention relates to a transmission device (2) for a vehicle, comprising two gear units (3, 4) each having a transmission input shaft (5, 6) and a transmission output shaft (12, 13), wherein the transmission input shaft and the transmission output shaft of the respective transmission unit are interconnected such that a drive torque at the transmission input shaft is translated by means of at least one predetermined gear ratio into an output torque at the transmission output shaft. Furthermore, the transmission device (2) comprises an output unit (7) for introducing the output torque of the first transmission output shaft and / or the second transmission output shaft and for delivering the introduced output torque to an output of the vehicle and a first switching element (8) for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission input shaft (5) and the second transmission input shaft (6). The invention also relates to a drive device (1) which, in addition to the aforementioned transmission device (2), also comprises a drive unit (9, 10), in particular an electric machine or an internal combustion engine, for each of the two transmission units (3, 4). Furthermore, the invention is directed to an operating method for the transmission device (2) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die zwei Getriebeeinheiten, jeweils mit einer Getriebeantriebswelle und einer Getriebeabtriebswelle, umfasst, wobei die Getriebeantriebswelle und die Getriebeabtriebswelle der jeweiligen Getriebeeinheit derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der Getriebeantriebswelle mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der Getriebeabtriebswelle übersetzt wird. Dabei umfasst die Getriebevorrichtung ferner eine Abtriebseinheit zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments einer der Getriebeabtriebswellen oder beider Getriebeabtriebswellen und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments an einen Abtrieb des Fahrzeugs.The present invention relates to a transmission device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, comprising two gear units, each having a transmission input shaft and a transmission output shaft, wherein the transmission input shaft and the transmission output shaft of the respective transmission unit are connected to each other such that a drive torque to the transmission input shaft means at least one predetermined gear ratio is translated into an output torque at the transmission output shaft. In this case, the transmission device further comprises an output unit for introducing the output torque of one of the transmission output shafts or both transmission output shafts and for delivering the introduced output torque to an output of the vehicle.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die neben der genannten Getriebevorrichtung ferner für jede der zwei Getriebeeinheiten jeweils eine Antriebseinheit, insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, die über eine drehmomentübertragende Verbindung mit der Getriebeantriebswelle der jeweiligen Getriebeeinheit verbunden ist, umfasst.The invention further relates to a drive device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, in addition to said transmission device for each of the two gear units each have a drive unit, in particular an electric machine or an internal combustion engine connected via a torque-transmitting connection with the transmission input shaft of the respective gear unit is included.

Ferner richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben der genannten Getriebevorrichtung.Furthermore, the invention is directed to a method for operating said transmission device.

Es sind Antriebssysteme bekannt, bei denen zwei elektrische Maschinen über ein Getriebe mechanisch gekoppelt werden und für den Antrieb eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Beispielsweise gibt es Hersteller, die zwei baugleiche elektrische Maschinen im gleichen Übersetzungsverhältnis verzweigen.Drive systems are known in which two electrical machines are mechanically coupled via a gearbox and used to drive a vehicle. For example, there are manufacturers who branch two identical electric machines in the same transmission ratio.

Des Weiteren ist aus EP 2 529 967 A1 ein 3-Gang-Getriebe sowie ein 4-Gang-Getriebe in Kombination mit zwei elektrischen Maschinen bekannt. Das Getriebe umfasst dabei zwei Getriebeantriebswellen, die mit jeweils einer der elektrischen Maschinen permanent verbunden sind, wobei eine der Getriebeantriebswellen an die ungeraden Gänge und die andere Getriebeantriebswelle an die geraden Gänge angeschlossen sind.Furthermore, it is off EP 2 529 967 A1 a 3-speed gearbox as well as a 4-speed gearbox in combination with two electric machines known. The transmission in this case comprises two transmission input shafts, which are permanently connected to each one of the electrical machines, wherein one of the transmission input shafts are connected to the odd gears and the other transmission input shaft to the even gears.

Die bekannten Antriebssysteme weisen unter anderem Nachteile im Hinblick auf effizienzoptimale Betriebszustände im Zug- und Rekuperationsbetrieb auf. Dies liegt insbesondere daran, dass die Auswahl möglicher Betriebszustände bei diesen Antriebssystemen begrenzt ist.The known drive systems have, inter alia, disadvantages with regard to efficiency-optimal operating states in train and recuperation operation. This is due in particular to the fact that the selection of possible operating states in these drive systems is limited.

Beispielsweise können in EP 2 529 967 A1 die beiden elektrischen Maschinen nicht im gleichen Gang, d. h. nicht bei gleicher Drehzahl, gekoppelt werden. Vielmehr müssen beim darin beschriebenen 3-Gang-Getriebe zum Abrufen von maximalen Leistungen der zwei elektrischen Maschinen die erste elektrische Maschine im ersten Gang und die zweite elektrische Maschine im zweiten Gang, oder aber die erste elektrische Maschine im dritten Gang und die zweite elektrische Maschine im zweiten Gang gefahren werden. Dies hat zur Folge, dass die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine im zweiten Gang begrenzt ist.For example, in EP 2 529 967 A1 the two electric machines are not coupled in the same gear, ie not at the same speed. Rather, in the described 3-speed transmission for retrieving maximum power of the two electric machines, the first electric machine in first gear and the second electric machine in second gear, or the first electric machine in third gear and the second electric machine in second gear to be driven. This has the consequence that the maximum vehicle speed is limited by the speed of the second electric machine in second gear.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung und eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben der Getriebevorrichtung bereitzustellen, die bei einem Antrieb des Fahrzeugs mit zwei Antriebseinheiten, die jeweils eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor darstellen können, mehr effizienzoptimale Betriebszustände als im Stand der Technik ermöglichen.The invention is therefore based on the object to provide a transmission device and a drive device for a vehicle and a method for operating the transmission device, which in a drive of the vehicle with two drive units, each of which can represent an electric machine or an internal combustion engine, more efficient operating conditions than optimal allow in the art.

Diese Aufgabe wird durch die Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch die Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 7 und das Betriebsverfahren gemäß Anspruch 10 für die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the transmission device according to claim 1. Furthermore, this object is achieved by the drive device according to claim 7 and the operating method according to claim 10 for the transmission device according to the invention. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die nachfolgend in Bezug auf die Getriebevorrichtung dargestellten Merkmale, Merkmalskombinationen, Ausführungsformen, Wirkungen und Vorteile der Erfindung beziehen sich sinngemäß auch auf die Antriebsvorrichtung oder das Betriebsverfahren, und umgekehrt.The features, combinations of features, embodiments, effects and advantages of the invention presented below in relation to the transmission device also apply mutatis mutandis to the drive device or the operating method, and vice versa.

Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst eine erste Getriebeeinheit und eine zweite Getriebeeinheit. Dabei weist die erste Getriebeeinheit eine erste Getriebeantriebswelle und eine erste Getriebeabtriebswelle auf, wobei die erste Getriebeantriebswelle und die erste Getriebeabtriebswelle derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der ersten Getriebeantriebswelle mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der ersten Getriebeabtriebswelle übersetzt wird. Ferner weist die zweite Getriebeeinheit eine zweite Getriebeantriebswelle und eine zweite Getriebeabtriebswelle auf, wobei die zweite Getriebeantriebswelle und die zweite Getriebeabtriebswelle derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeantriebswelle mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeabtriebswelle übersetzt wird. Des Weiteren umfasst die Getriebevorrichtung eine Abtriebseinheit zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder des Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle an einen Abtrieb des Fahrzeugs. Erfindungsgemäß ist ferner ein erstes Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle vorgesehen.The transmission device according to the invention for a vehicle, in particular for a motor vehicle, comprises a first transmission unit and a second transmission unit. In this case, the first transmission unit has a first transmission input shaft and a first transmission output shaft, wherein the first transmission input shaft and the first transmission output shaft are interconnected such that a drive torque at the first transmission input shaft is translated by means of at least one predetermined transmission ratio into an output torque at the first transmission output shaft. Further, the second transmission unit has a second transmission input shaft and a second transmission output shaft, wherein the second transmission input shaft and the second transmission output shaft are interconnected such that a drive torque at the second transmission input shaft is translated by means of at least one predetermined gear ratio into an output torque at the second transmission output shaft. Furthermore, the transmission device comprises a An output unit for introducing the output torque of the first transmission output shaft and / or the output torque of the second transmission output shaft and for outputting the introduced output torque of the first transmission output shaft and / or the introduced output torque of the second transmission output shaft to an output of the vehicle. According to the invention, a first switching element is further provided for producing and interrupting a torque-transmitting connection between the first transmission input shaft and the second transmission input shaft.

Das erste Schaltelement kann beispielsweise eine Klauen- oder Trockenkupplung sein, mittels derer die erste Getriebeantriebswelle und die zweite Getriebeantriebswelle wahlweise miteinander gekuppelt werden können. Insbesondere kann eine mittels des ersten Schaltelements hergestellte drehmomentübertragende Verbindung auch einen Zwischenzustand umfassen, bei dem das erste Schaltelement in Schlupf betrieben wird. Dabei stellt das erste Schaltelement eine Reibverbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle zum Übertragen eines definierten Drehmoments bei einer bestehenden Drehzahldifferenz zwischen den beiden Getriebeantriebswellen her.The first switching element may be, for example, a claw or dry clutch, by means of which the first transmission input shaft and the second transmission input shaft can optionally be coupled together. In particular, a torque-transmitting connection produced by means of the first switching element can also comprise an intermediate state in which the first switching element is operated in slippage. In this case, the first switching element establishes a frictional connection between the first transmission input shaft and the second transmission input shaft for transmitting a defined torque at an existing speed difference between the two transmission input shafts.

Die erste Getriebeabtriebswelle und die zweite Getriebeabtriebswelle können, müssen aber nicht zwei voneinander unabhängige, d. h. getrennte Wellen darstellen. In spezifischen Ausführungsformen können sie vielmehr auch Abschnitte einer gemeinsamen Getriebeabtriebswelle darstellen, über die der Abtrieb erfolgt.The first transmission output shaft and the second transmission output shaft may, but need not be, two independent, d. H. represent separate waves. In specific embodiments, they can also represent sections of a common transmission output shaft, via which the output takes place.

Die Abtriebseinheit kann dabei weitere dem Fachmann bekannte und daher nicht näher spezifizierte Elemente, insbesondere weitere Getriebe, umfassen, mittels derer das eingeleitete Abtriebsdrehmoment der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder der zweiten Getriebeabtriebswelle an einen Abtrieb des Fahrzeugs abgegeben wird. Beispielsweise kann die Abtriebseinheit hierzu eine Abtriebswelle umfassen, die insbesondere mit einem Differenzialgetriebe verbunden sein kann, das beispielsweise ebenfalls Bestandteil der Abtriebseinheit sein kann. In solchen Fällen können die erste Getriebeantriebswelle und die zweite Getriebeantriebswelle als Zwischenwellen der gesamten Getriebevorrichtung angesehen werden, weil der Abtrieb über die Abtriebswelle der Abtriebseinheit erfolgt.In this case, the output unit can comprise further elements known to the person skilled in the art and therefore unspecified, in particular further transmissions, by means of which the introduced output torque of the first transmission output shaft and / or the second transmission output shaft is output to an output of the vehicle. For example, the output unit may for this purpose comprise an output shaft, which may in particular be connected to a differential gear, which for example may also be part of the output unit. In such cases, the first gear input shaft and the second gear input shaft can be considered as intermediate shafts of the entire transmission device, because the output via the output shaft of the output unit takes place.

Als Vorteil gegenüber bekannten Getriebevorrichtungen mit zwei Getriebeantriebswellen ist es bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung möglich, das Übersetzungsverhältnis eines Drehmoments der ersten und/oder der zweiten Getriebeantriebswelle jeweils mittels einer beliebigen der beiden Getriebeeinheiten einzustellen. Dies wird nachfolgend genauer erläutert.As an advantage over known transmission devices with two transmission input shafts, it is possible in the transmission device according to the invention to set the transmission ratio of a torque of the first and / or the second transmission input shaft in each case by means of any of the two transmission units. This will be explained in more detail below.

Bei einer mittels des ersten Schaltelements hergestellten drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle kann das Drehmoment von der ersten Getriebeantriebswelle mittels der zweiten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeeinheit auf die zweite Getriebeabtriebswelle in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis übertragen werden. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die erste Getriebeantriebswelle – bzw. ein(e) diese Getriebeantriebswelle antreibende(r) elektrische Maschine oder Verbrennungsmotor- mit den in der zweiten Getriebeeinheit vorgesehenen vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen betrieben werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in diesem Betriebsmodus auch die zweite Getriebeantriebswelle – bzw. ein(e) diese Getriebeantriebswelle antreibende(r) elektrische Maschine oder Verbrennungsmotor- mittels der zweiten Getriebeeinheit mit der zweiten Getriebeabtriebswelle verbunden sein kann, sodass beide Getriebeantriebswellen mit demselben, in der zweiten Getriebeeinheit vorgesehenen Übersetzungsverhältnis betrieben werden können. Das Gleiche gilt analog in Bezug auf die erste Getriebeeinheit.In a torque transmitting connection between the first transmission input shaft and the second transmission input shaft made by the first switching element, the torque from the first transmission input shaft can be transmitted to the second transmission output shaft by the second transmission input shaft and the second transmission unit in a predetermined gear ratio. On the one hand, this has the advantage that the first transmission input shaft or an electric machine or internal combustion engine driving this transmission input shaft can be operated with the predetermined transmission ratios provided in the second transmission unit. A further advantage is that, in this operating mode, the second transmission input shaft or an electric machine or internal combustion engine driving this transmission input shaft can also be connected to the second transmission output shaft by means of the second transmission unit, so that both transmission input shafts are connected to the same, can be operated in the second gear unit provided gear ratio. The same applies analogously with respect to the first gear unit.

Somit stehen mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung im Vergleich zu bekannten Antriebssystemen, die zwei elektrische Maschinen und/oder Verbrennungsmotoren nutzen, zusätzliche Betriebszustände im Hinblick auf die Übersetzungsverhältnisse zur Verfügung, die eine effizientere Nutzung der beiden elektrischen Maschinen und/oder Verbrennungsmotoren als im Stand der Technik ermöglichen.Thus, with the transmission device according to the invention compared to known drive systems that use two electric machines and / or internal combustion engines, additional operating conditions with regard to the gear ratios available that allow a more efficient use of the two electric machines and / or internal combustion engines than in the prior art ,

Ist die erste Getriebeabtriebswelle von der zweiten Getriebeabtriebswelle unabhängig, so ist mit der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Drehmomentverteilung (torque-vectoring) in Bezug auf die erste und die zweite Getriebeabtriebswelle ohne den Einsatz eines Differenzials möglich.If the first transmission output shaft is independent of the second transmission output shaft, with the present invention torque distribution in particular with respect to the first and second transmission output shafts is possible without the use of a differential.

Vorzugsweise ist das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebeeinheit und das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebeeinheit voneinander verschieden. Bei dieser Ausführungsform ergänzen sich die beiden Getriebeeinheiten im Hinblick auf die vorgesehenen Übersetzungsverhältnisse. Diese Ausgestaltung ist besonders sparsam im Hinblick auf die Konstruktion, weil jeder einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis entsprechender Gang mit zugehörigen Konstruktionselementen wie Zahnradpaarungen und dergleichen in der Getriebevorrichtung nur einmal vorgesehen ist.Preferably, the at least one predetermined gear ratio of the first gear unit and the at least one predetermined gear ratio of the second gear unit are different from each other. In this embodiment, the two gear units complement each other in view of the intended transmission ratios. This embodiment is particularly economical in terms of construction, because each gear corresponding to a predetermined gear ratio with associated structural elements such as gear pairs and the like is provided only once in the transmission device.

Alternativ kann das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebeeinheit gleich dem mindestens einen vorbestimmten Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebeeinheit sein. Insbesondere können die beiden Getriebeeinheiten bei dieser Ausführungsform identisch oder im Wesentlichen baugleich sein, was von der Konstruktion her besonders einfach und damit ebenfalls günstig sein kann. Diese Ausführungsform kann zudem in der oben erwähnten Anwendung zur Drehmomentverteilung (torque-vectoring) von Antriebsdrehmomenten auf die erste und die zweite Getriebeantriebswelle von Vorteil sein. Alternatively, the at least one predetermined gear ratio of the first gear unit may be equal to the at least one predetermined gear ratio of the second gear unit. In particular, the two gear units in this embodiment may be identical or substantially identical, which may be particularly simple in design and therefore also favorable. This embodiment may also be advantageous in the aforementioned torque-vectoring application of driving torques to the first and second transmission input shafts.

Vorzugsweise ist ferner die erste Getriebeeinheit zwischen mehreren verschiedenen, unterschiedlichen Gängen entsprechenden vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen schaltbar und/oder ist die zweite Getriebeeinheit zwischen mehreren verschiedenen, unterschiedlichen Gängen entsprechenden vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen schaltbar. Besonders bevorzugt weist eine der Getriebeeinheiten ungerade Gänge und die andere Getriebeeinheit gerade Gänge auf. Durch das Vorsehen zusätzlicher Gänge in einer Getriebeeinheit werden zusätzliche Betriebszustände der Getriebevorrichtung zur Verfügung gestellt.Preferably, furthermore, the first gear unit is switchable between a plurality of different, different gears corresponding predetermined gear ratios and / or the second gear unit between a plurality of different, different gears corresponding predetermined gear ratio switchable. Particularly preferably, one of the gear units has odd gears and the other gear unit straight gears. By providing additional gears in a transmission unit, additional operating states of the transmission device are provided.

Vorzugsweise umfasst die Getriebevorrichtung ferner ein zweites Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle und der zweiten Getriebeabtriebswelle. Dabei umfasst die Abtriebseinheit ein mit der ersten Getriebeabtriebswelle oder mit der zweiten Getriebeabtriebswelle verbundenes Abtriebselement, das insbesondere ein Zahnrad auf dieser Getriebeabtriebswelle darstellen kann, zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten und/oder der zweiten Getriebeabtriebswelle und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten und/oder der zweiten Getriebeabtriebswelle an einen Abtrieb des Fahrzeugs.Preferably, the transmission device further comprises a second switching element for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission output shaft and the second transmission output shaft. In this case, the output unit comprises an output element connected to the first transmission output shaft or to the second transmission output shaft, which in particular can represent a gear wheel on this transmission output shaft, for introducing the output torque of the first and / or the second transmission output shaft and for outputting the introduced output torque of the first and / or the second transmission output shaft to an output of the vehicle.

Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Getriebevorrichtung mit zwei verschiedenen Antriebseinheiten, beispielsweise einem Verbrennungsmotor zum Antrieb der ersten Getriebeantriebswelle und einer elektrischen Maschine zum Antrieb der zweiten Getriebeantriebswelle, kombiniert wird. In diesem Fall kann das zweite Schaltelement als ein Anfahr-Entkoppelelement zum Ausführen von Schleppstarts des Verbrennungsmotors nützlich sein, beispielsweise indem eine Verbindung zum Abtrieb des Fahrzeugs beim Anfahren des Fahrzeugs zunächst über ein mit der zweiten Getriebeabtriebswelle verbundenes Abtriebselement erfolgt und die erste, verbrennungsmotorseitige Getriebeabtriebswelle zu einem geeigneten Zeitpunkt mittels des zweiten Schaltelements dazugeschaltet wird (ein sogenannter Verbrennerzustart). Bei einer hierzu alternativen Ausgestaltung erfolgt die Verbindung zum Abtrieb des Fahrzeugs beim Anfahren des Fahrzeugs über ein mit der verbrennungsmotorseitigen ersten Getriebeabtriebswelle verbundenes Abtriebselement.This embodiment is particularly advantageous when the transmission device is combined with two different drive units, for example an internal combustion engine for driving the first transmission input shaft and an electric machine for driving the second transmission input shaft. In this case, the second switching element may be useful as a starting decoupling element for carrying out towed starts of the internal combustion engine, for example by connecting to the output of the vehicle when starting the vehicle first via an output element connected to the second transmission output shaft and the first, engine-side transmission output shaft is switched on at a suitable time by means of the second switching element (a so-called burner start). In an alternative embodiment, the connection to the output of the vehicle when starting the vehicle via a connected to the internal combustion engine side first transmission output shaft output element takes place.

Das zweite Schaltelement kann beispielsweise eine Klauen- oder Trockenkupplung sein. Insbesondere kann eine mittels des zweiten Schaltelements hergestellte drehmomentübertragende Verbindung auch einen Zwischenzustand umfassen, bei dem das zweite Schaltelement in Schlupf betrieben wird. Dabei stellt das zweite Schaltelement eine Reibverbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle und der zweiten Getriebeabtriebswelle zum Übertragen eines definierten Drehmoments bei einer bestehenden Drehzahldifferenz zwischen den beiden Getriebeabtriebswellen her.The second switching element may be, for example, a claw or dry clutch. In particular, a torque-transmitting connection produced by means of the second switching element can also comprise an intermediate state in which the second switching element is operated in slippage. In this case, the second switching element establishes a frictional connection between the first transmission output shaft and the second transmission output shaft for transmitting a defined torque at an existing speed difference between the two transmission output shafts.

In einer hierzu alternativen Ausgestaltung umfasst die Abtriebseinheit eine Zwischenwelle zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder des Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle und/oder des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle an einen Abtrieb des Fahrzeugs. Dabei sind ein zweites Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle und der Zwischenwelle sowie ein drittes Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der zweiten Getriebeabtriebswelle und der Zwischenwelle vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung können das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement unabhängig voneinander betätigt werden, wodurch zusätzliche vorteilhafte Betriebszustände, insbesondere beim Zustarten des Verbrennungsmotors, verwirklicht werden können.In an alternative embodiment, the output unit comprises an intermediate shaft for introducing the output torque of the first transmission output shaft and / or the output torque of the second transmission output shaft and for delivering the introduced output torque of the first transmission output shaft and / or the introduced output torque of the second transmission output shaft to an output of the vehicle. In this case, a second switching element for producing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission output shaft and the intermediate shaft and a third switching element for producing and interrupting a torque transmitting connection between the second transmission output shaft and the intermediate shaft are provided. In this embodiment, the second switching element and the third switching element can be actuated independently, whereby additional advantageous operating conditions, in particular when the internal combustion engine, can be realized.

Auch hier kann das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement beispielsweise eine Klauen- oder Trockenkupplung sein und/oder zum oben beschriebenen Betreiben in Schlupf zum Übertragen eines definierten Drehmoments bei einer bestehenden Drehzahldifferenz zwischen den jeweiligen Wellen ausgelegt sein.Again, the second switching element and / or the third switching element may for example be a claw or dry clutch and / or be designed for the above-described operation in slip for transmitting a defined torque at an existing speed difference between the respective shafts.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebsvorrichtung umfasst neben einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung eine erste Antriebseinheit, insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, die über eine drehmomentübertragende Verbindung mit der ersten Getriebeantriebswelle verbunden oder verbindbar ist, und eine zweite Antriebseinheit, insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, die über eine drehmomentübertragende Verbindung mit der zweiten Getriebeantriebswelle verbunden oder verbindbar ist. Die beiden Antriebseinheiten dienen dem Antrieb der Getriebeantriebswellen, d. h. versetzen diese in Rotation. Insbesondere kann eine der beiden Antriebseinheiten eine elektrische Maschine und die andere ein Verbrennungsmotor sein, beispielsweise zur Anwendung in einem Hybridfahrzeug.Another aspect of the invention is a drive device for a vehicle, in particular for a motor vehicle. The drive device comprises in addition to a transmission device according to the invention a first Drive unit, in particular an electric machine or an internal combustion engine, which is connected or connectable via a torque-transmitting connection with the first transmission input shaft, and a second drive unit, in particular an electric machine or an internal combustion engine, which is connected via a torque-transmitting connection with the second transmission input shaft or connectable , The two drive units are used to drive the gear drive shafts, ie put them in rotation. In particular, one of the two drive units may be an electric machine and the other an internal combustion engine, for example for use in a hybrid vehicle.

Dabei kann die jeweilige drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebseinheit und der Getriebeantriebswelle permanent oder aber lösbar/schaltbar sein, wobei im letzteren Fall hierzu mindestens ein entsprechendes zusätzliches viertes Schaltelement, insbesondere eine Kupplung, vorgesehen sein kann.In this case, the respective torque-transmitting connection between the drive unit and the gear drive shaft may be permanent or detachable / switchable, wherein in the latter case, at least one corresponding additional fourth switching element, in particular a clutch, may be provided.

Vorzugswese weisen die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit voneinander verschiedene charakteristische Eigenschaften, insbesondere eine Drehmoment-zu-Drehzahl-Charakteristik, Wirkungsgrad-Kennlinie und/oder Leistung, auf. Bei dieser Ausführungsform lassen sich mit der beschriebenen Antriebsvorrichtung besonders viele verschiedene Betriebszustände verwirklichen. Mit anderen Worten kommt dabei der Vorteil, dass jede der beiden Getriebeantriebswellen mit jeder der beiden Getriebeeinheiten kombiniert werden kann, besonder stark zur Geltung.Vorzugswese, the first drive unit and the second drive unit from each other have different characteristics, in particular a torque-to-speed characteristic, efficiency curve and / or performance on. In this embodiment, can be realized with the drive device described particularly many different operating conditions. In other words, there is the advantage that each of the two gear drive shafts can be combined with each of the two gear units, particularly strong advantage.

Alternativ können die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit gleiche oder im Wesentlichen einander entsprechende charakteristische Eigenschaften oben genannter Art aufweisen. In Kombination mit zwei im Hinblick auf die Übersetzungsverhältnisse/Gänge verschiedenen Getriebeeinheiten können dabei zwei leistungsgleiche Antriebseinheiten gleichzeitig in jedem Gang gefahren werden, der in irgendeiner der beiden Getriebeeinheiten vorgesehen ist. Folglich können beide Antriebseinheiten zugleich mit einer maximalen, minimalen oder optimalen Leistung betrieben werden, obwohl jeder Gang nur in einer der beiden Getriebeeinheiten vorgesehen ist.Alternatively, the first drive unit and the second drive unit may have identical or essentially corresponding characteristic properties of the type mentioned above. In combination with two gear units which are different with regard to the gear ratios / gears, two power units of the same power can be driven simultaneously in each gear, which is provided in any of the two gear units. Consequently, both drive units can be operated at the same time with a maximum, minimum or optimum power, although each gear is provided only in one of the two gear units.

Aber auch in Kombination mit zwei im Hinblick auf die Übersetzungsverhältnisse gleichen Getriebeeinheiten kann das Vorsehen zweier gleicher oder entsprechender Antriebseinheiten von Vorteil sein, beispielsweise in der oben in Bezug auf die Getriebevorrichtung erwähnten Anwendung zur Drehmomentverteilung (torque-vectoring) auf die erste und die zweite Getriebeabtriebswelle.However, the provision of two identical or corresponding drive units may also be advantageous in combination with two transmission units which are identical with regard to the transmission ratios, for example in the torque-vectoring application mentioned above with reference to the transmission device to the first and the second transmission output shaft ,

In dieser oder anderen Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung kann ferner eine Steuerungseinheit vorgesehen sein, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von charakteristischen Eigenschaften einer der Antriebseinheiten oder der beiden Antriebseinheiten geeignete Betriebszustände der Getriebevorrichtung einzustellen, indem jeweils ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsdrehmoment an der ersten und/oder an der zweiten Getriebeantriebswelle und dem Abtriebsdrehmoment an der Abtriebseinheit eingestellt wird. Ein hierzu geeignetes Betriebsverfahren für die Getriebevorrichtung wird nachfolgend angegeben.In this or other embodiments of the drive device, it is further possible to provide a control unit which is designed to set suitable operating states of the transmission device depending on characteristic properties of one of the drive units or the two drive units, by respectively setting a suitable transmission ratio between the drive torque at the first and / or. or at the second transmission input shaft and the output torque at the output unit. A suitable operating method for the transmission device is given below.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung, wobei ein Antriebsdrehmoment an der ersten Getriebeantriebswelle und/oder ein Antriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeantriebswelle in ein Abtriebsdrehmoment an der Abtriebseinheit übersetzt wird, indem die erste Getriebeeinheit in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und/oder die zweite Getriebeeinheit in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und das erste Schaltelement die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle nach Wahl herstellt oder unterbricht.Another aspect of the invention is a method for operating a transmission device according to the invention, wherein a drive torque at the first transmission input shaft and / or a drive torque at the second transmission input shaft is translated into an output torque at the output unit by operating the first transmission unit in a specific transmission ratio and / or the second gear unit is operated in a certain gear ratio and the first switching element makes or interrupts the torque transmitting connection between the first gear input shaft and the second gear input shaft at will.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Die Figuren sind als schematische Darstellungen zu verstehen und insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Gleiche oder ähnliche Elemente sind darin mit denselben Bezugszeichen versehen.Preferred embodiments of the invention are explained below by way of example with reference to FIGS. The figures are to be understood as schematic representations and in particular not to be read to scale. The same or similar elements are provided with the same reference numerals therein.

Es zeigen:Show it:

1 ein schematisches Beispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; 1 a schematic example of a drive device according to the invention;

2 Antriebsvorrichtung aus 1, deren Getriebevorrichtung ein 3-Gang-Getriebe ist; 2 Drive device off 1 whose transmission device is a 3-speed transmission;

3 Antriebsvorrichtung aus 1, deren Getriebevorrichtung ein 4-Gang-Getriebe ist; 3 Drive device off 1 whose transmission device is a 4-speed transmission;

4 eine zur Antriebsvorrichtung aus 3 alternative Antriebsvorrichtung, bei der eine erste Getriebeabtriebswelle und eine zweite Getriebeabtriebswelle voneinander unabhängig sind; 4 one to the drive device 3 an alternative drive device in which a first transmission output shaft and a second transmission output shaft are independent of each other;

5 eine zur Antriebsvorrichtung aus 3 alternative Antriebsvorrichtung, bei der ein zweites Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen einer ersten Getriebeabtriebswelle und einer zweiten Getriebeabtriebswelle vorgesehen ist; 5 one to the drive device 3 an alternative drive device, wherein a second switching element for establishing and interrupting a torque transmitting connection between a first transmission output shaft and a second transmission output shaft is provided;

6 Antriebsvorrichtung aus 5 mit einer alternativen Anordnung des zweiten Schaltelements; 6 Drive device off 5 with an alternative arrangement of the second switching element;

7 eine zu Antriebsvorrichtungen aus 5 und 6 alternative Antriebsvorrichtung, bei der ein zweites Schaltelement und ein drittes Schaltelement vorgesehen sind. 7 one to drive devices 5 and 6 alternative drive device, in which a second switching element and a third switching element are provided.

Die in den Figuren dargestellte Antriebsvorrichtung 1 bzw. Getriebevorrichtung 2 kann zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, verwendet werden.The drive device shown in the figures 1 or transmission device 2 can be used to drive a vehicle, in particular a motor vehicle, such as a hybrid or electric vehicle.

1 zeigt schematisch ein Beispiel einer Antriebsvorrichtung 1 mit einer Getriebevorrichtung 2 nach der Erfindung. 1 shows schematically an example of a drive device 1 with a transmission device 2 according to the invention.

Die Getriebevorrichtung 2 umfasst eine erste Getriebeeinheit 3 und eine zweite Getriebeeinheit 4, die in 1 schematisch durch strichpunktierte Umrisslinien angedeutet sind. Dabei umfasst die erste Getriebeeinheit 3 eine erste Getriebeantriebswelle 5 und eine erste Getriebeabtriebswelle, die in 1 einen rechts angeordneten Abschnitt einer Welle 11 darstellt. Ähnlich umfasst die zweite Getriebeeinheit 4 eine zweite Getriebeantriebswelle 6 und eine zweite Getriebeabtriebswelle, die in 1 einen links angeordneten Abschnitt der Welle 11 darstellt. Der Abtrieb erfolgt über eine Abtriebswelle 7, die in 1 einem zentral angeordneten Abschnitt der Welle 11 entspricht und eine Abtriebseinheit im Sinne der Erfindung darstellt. Mit anderen Worten sind in diesem spezifischen Beispiel die erfindungsgemäße erste Getriebeabtriebswelle und die erfindungsgemäße zweite Getriebeabtriebswelle zusammein mit der Abtriebswelle 7 der erfindungsgemäßen Abtriebseinheit in einer gemeinsamen Welle 11 vereint. Der Einfachheit halber wird somit im Folgenden in Bezug auf 1 bis 3 statt von den verschiedenen Abschnitten der Welle 11 nur noch in diesem Sinne von der Abtriebswelle 7 die Rede sein.The transmission device 2 includes a first gear unit 3 and a second transmission unit 4 , in the 1 are schematically indicated by dash-dotted outline. In this case, the first transmission unit comprises 3 a first transmission input shaft 5 and a first transmission output shaft, which in 1 a right-hand portion of a shaft 11 represents. Similarly, the second transmission unit 4 a second transmission input shaft 6 and a second transmission output shaft, which in 1 a left-hand portion of the shaft 11 represents. The output is via an output shaft 7 , in the 1 a centrally located portion of the shaft 11 corresponds and represents an output unit within the meaning of the invention. In other words, in this specific example, the first transmission output shaft according to the invention and the second transmission output shaft according to the invention are together with the output shaft 7 the output unit according to the invention in a common shaft 11 united. For the sake of simplicity, therefore, reference is made below to 1 to 3 instead of the different sections of the wave 11 only in this sense of the output shaft 7 be the talk.

Im in 1 dargestellten allgemeinen Beispiel weist die erste Getriebeeinheit 3 eine nicht näher spezifizierte beliebige Anzahl von einstellbaren Gängen, insbesondere in Form von Zahnradpaarungen, mit vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen zwischen einem Antriebsdrehmoment an der ersten Getriebeantriebswelle 5 und einem Abtriebsdrehmoment an der Abtriebswelle 7 auf. Für jeden zusätzlichen Gang kommt dabei in der ersten Getriebeeinheit 3 eine zusätzliche Zahnradpaarung hinzu. Beispielsweise kann die erste Getriebeeinheit 3 eine Anzahl von ungeraden Gängen 2i – 1 (i = 1, 2, 3, ...) aufweisen.Im in 1 illustrated general example, the first gear unit 3 an unspecified number of adjustable gears, in particular in the form of gear pairs, with predetermined ratios between a drive torque to the first transmission input shaft 5 and an output torque on the output shaft 7 on. For each additional gear comes in the first gear unit 3 add an additional gear pairing. For example, the first transmission unit 3 a number of odd gears 2i - 1 (i = 1, 2, 3, ...).

Analog weist die zweite Getriebeeinheit 4 eine an dieser Stelle nicht näher spezifizierte beliebige Anzahl von Gängen auf. Insbesondere kann in der zweiten Getriebeeinheit 4 eine Anzahl von geraden Gängen 2i (i = 1, 2, 3, ...) vorgesehen sein. Im Übrigen gilt hier das in Bezug auf die erste Getriebeeinheit 3 Ausgeführte sinngemäß.Analogously, the second gear unit 4 an unspecified at this point any number of courses on. In particular, in the second gear unit 4 a number of even gears 2i (i = 1, 2, 3, ...) may be provided. Incidentally, this applies here with respect to the first gear unit 3 Executed mutatis mutandis.

Zwischen der ersten Getriebeantriebswelle 5 und der zweiten Getriebeantriebswelle 6 ist ein erstes Schaltelement 8, beispielsweise eine Klauen- oder Trockenkupplung, vorgesehen. Mittels des ersten Schaltelements 8 können die beiden Getriebeantriebswellen 5 und 6 wahlweise miteinander gekuppelt werden, sodass eine drehmomentübertragende Verbindung entsteht. Diese Verbindung kann mittels des ersten Schaltelements 8 auch wahlweise wieder gelöst werden.Between the first transmission input shaft 5 and the second transmission input shaft 6 is a first switching element 8th , For example, a claw or dry clutch provided. By means of the first switching element 8th can the two gear drive shafts 5 and 6 optionally be coupled together, so that a torque-transmitting connection is formed. This connection can be made by means of the first switching element 8th also optionally be solved again.

Wie weiter oben bereits beschrieben, können zur Drehmomentübersetzung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle 5 und der Abtriebswelle 7 beim geschlossenen ersten Schaltelement 8 nicht nur die in der ersten Getriebeeinheit 3 vorgesehenen Gänge, sondern auch die in der zweiten Getriebeeinheit 4 vorgesehenen Gänge genutzt werden. Das Gleiche gilt entsprechend auch für die Drehmomentübersetzung zwischen der zweiten Getriebeantriebswelle 6 und der Abtriebswelle 7.As already described above, can be used for torque transmission between the first transmission input shaft 5 and the output shaft 7 at the closed first switching element 8th not just those in the first gear unit 3 provided gears, but also in the second gear unit 4 gears are used. The same applies accordingly to the torque transmission between the second transmission input shaft 6 and the output shaft 7 ,

In der dargestellten Antriebsvorrichtung 1 ist eine erste Antriebseinheit 9, beispielsweise eine elektrische Maschine oder ein Verbrennungsmotor, zum Antrieb der ersten Getriebeantriebswelle 5 vorgesehen. Die Antriebseinheit 9 kann insbesondere direkt mechanisch mit der Getriebeantriebswelle 5 gekoppelt sein. Ferner ist eine zweite Antriebseinheit 10, beispielsweise eine elektrische Maschine oder ein Verbrennungsmotor, zum Antrieb der zweiten Getriebeantriebswelle 6 vorgesehen und kann direkt mechanisch mit der Getriebeantriebswelle 6 gekoppelt sein.In the illustrated drive device 1 is a first drive unit 9 , For example, an electric machine or an internal combustion engine, for driving the first transmission input shaft 5 intended. The drive unit 9 in particular, can be directly mechanically with the transmission input shaft 5 be coupled. Further, a second drive unit 10 , For example, an electric machine or an internal combustion engine, for driving the second transmission input shaft 6 provided and can mechanically directly with the transmission input shaft 6 be coupled.

In 2 und 3 wird das allgemeine Beispiel der Antriebsvorrichtung 1 aus 1 weiter im Hinblick auf die Getriebeeinheiten 3 und 4 konkretisiert. Dabei stellt die Getriebevorrichtung 2 jeweils ein Mehrganggetriebe dar.In 2 and 3 becomes the general example of the drive device 1 out 1 continue with regard to the gear units 3 and 4 concretized. In this case, the transmission device 2 each a multi-speed transmission.

In 2 sind auf der ersten Anstriebswelle 5 der ersten Getriebeeinheit 3 eine Anzahl von Zahnrädern für die ungeraden Gänge 2i – 1 (i = 1, 2, 3...), beispielsweise zwei Zahnräder für den ersten und den dritten Gang, und auf der zweiten Getriebeantriebswelle 6 der zweiten Getriebeeinheit 4 eine Anzahl von Zahnrädern für die geraden Gänge 2i (i = 1, 2, 3...), beispielsweise ein Zahnrad für den zweiten Gang, vorgesehen, wobei der Einfachheit halber ein 3-Gang-Getriebe gezeigt ist. Dies kann sinngemäß auch umgekehrt angeordnet sein. Dabei sind die losen Zahnräder auf der Abtriebswelle 7 vorgesehen, wobei sich diese ebenso auf der ersten Getriebeantriebswelle 5 bzw. zweiten Getriebeantriebswelle 6 befinden können.In 2 are on the first impulse wave 5 the first gear unit 3 a number of gears for the odd gears 2i-1 (i = 1, 2, 3...), for example, two gears for the first and third gears, and on the second transmission input shaft 6 the second gear unit 4 a number of gears for the even gears 2i (i = 1, 2, 3...), for example, a second-speed gear, with a 3-speed transmission shown for the sake of simplicity. This can be arranged mutatis mutandis, vice versa. The loose gears are on the output shaft 7 provided, this also on the first transmission input shaft 5 or second transmission input shaft 6 can be located.

Ferner kann eine Schalt-Aktorik vorgesehen sein (nicht gezeigt), die die Gänge 2i – 1 bzw. 2i (i = 1, 2, 3...) bzw. einen Leerlauf schalten kann, so dass z. B. die zweite Antriebseinheit 10 auf ihrer Getriebeantriebswelle, d. h. der zweiten Getriebeantriebswelle 6, von der Gangstufe 2 entkoppelt werden kann und über ein geschlossenes erstes Schaltelement 8 mit Gang 1 oder Gang 3 der Getriebeantriebswelle der ersten Antriebseinheit 9, d. h. der ersten Getriebeantriebswelle 5, verschaltet werden kann. Further, a switching actuator may be provided (not shown), which can switch the gears 2i - 1 or 2i (i = 1, 2, 3 ...) or an idle, so that z. B. the second drive unit 10 on its transmission input shaft, ie the second transmission input shaft 6 , can be decoupled from the gear 2 and a closed first switching element 8th with gear 1 or gear 3 of the gear drive shaft of the first drive unit 9 ie the first transmission input shaft 5 , can be interconnected.

Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst vorzugsweie eine Steuerungseinheit (nicht gezeigt), die die Antriebseinheiten 9 und 10 in Abhängigkeit von deren Wirkungsgrad-Kennfeldern in geeigneten Betriebszuständen betreibt, indem die erste Getriebeeinheit 3 in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und/oder die zweite Getriebeeinheit 4 in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und das erste Schaltelement 8 die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle 5 und der zweiten Getriebeantriebswelle 6 nach Wahl herstellt oder unterbricht. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 2 bei hohen Geschwindigkeiten beide Antriebseinheiten 9 und 10 im gleichen Gang fahren, z. B. im Gang 2 oder Gang 3, oder aber im Gang 1, wenn dies geeignet ist. G2 EM2 EM1 G1 G3 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Tabelle 1 The drive device 1 Preferably includes a control unit (not shown), the drive units 9 and 10 operated in accordance with their efficiency maps in appropriate operating conditions by the first gear unit 3 is operated in a certain gear ratio and / or the second gear unit 4 is operated in a certain gear ratio and the first switching element 8th the torque transmitting connection between the first transmission input shaft 5 and the second transmission input shaft 6 at your choice or interrupting. In particular, with the transmission device according to the invention 2 at high speeds both drive units 9 and 10 drive in the same corridor, z. B. in gear 2 or gear 3, or in gear 1, if appropriate. G2 EM2 EM1 G1 G3 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Table 1

Insbesondere kann die Steuerungseinheit jede der Antriebseinheiten 9 und 10 in jedem Gang 1, 2 oder 3 fahren. Die mit der Antriebsvorrichtung 1 ausIn particular, the control unit may be any of the drive units 9 and 10 drive 1, 2 or 3 in each gear. The with the drive device 1 out

2 möglichen Betriebszustände sind in der Tabelle 1 aufgelistet, wobei jeweils eine Zeile einem Betriebszustand entspricht. Die Abkürzungen G1, G2, G3 stehen für die Gänge 1, 2 und 3, EM1 und EM2 steht für die Antriebseinheiten 9 und 10 (beispielsweise elektrische Maschinen oder Verbrennungsmotoren). Die gegenüber den bekannten Antriebssystemen zusätzlichen nutzbaren Betriebszustände sind im unteren Teil der Tabelle 1 in Fettschrift dargestellt. 2 Possible operating states are listed in Table 1, with one line corresponding to one operating state. The abbreviations G1, G2, G3 stand for the gears 1, 2 and 3, EM1 and EM2 stands for the drive units 9 and 10 (For example, electric machines or internal combustion engines). The compared with the known drive systems additional usable operating states are shown in the lower part of Table 1 in bold.

In 3 stellt die Getriebevorrichtung 2 ein 4-Gang-Getriebe dar, wobei hier im Unterschied zu 2 Zahnräder der geraden Gänge 2i (i = 1, 2, 3...) in der ersten Getriebeeinheit 3 und Zahnräder der ungeraden Gänge 2i – 1 (i = 1, 2, 3...) in der zweiten Getriebeeinheit 4 angeordnet sind. Ferner ist in 3 zusätzlich ein Zahnradpaar für den 4. Gang in der ersten Getriebeeinheit 3 vorgesehen. Im Übrigen gilt hier das in Bezug auf 2 Ausgeführte sinngemäß. Des Weiteren kann die in 3 gezeigte Getriebevorrichtung um weitere Gänge erweitert werden, insbesondere um einen 5. Gang in der zweiten Getriebeeinheit 4.In 3 puts the gear device 2 a 4-speed transmission, here in contrast to 2 Gears of the even gears 2i (i = 1, 2, 3 ...) in the first gear unit 3 and gears of the odd gears 2i-1 (i = 1, 2, 3...) in the second transmission unit 4 are arranged. Furthermore, in 3 In addition, a gear pair for the 4th gear in the first gear unit 3 intended. Incidentally, this applies in relation to 2 Executed mutatis mutandis. Furthermore, the in 3 shown gear device be extended by more gears, in particular a 5th gear in the second gear unit 4 ,

4 zeigt eine zur Antriebsvorrichtung aus 3 alternative Antriebsvorrichtung, bei der statt der gemeinsamen Welle 11 eine erste Getriebeabtriebswelle 12 und eine zweite Getriebeabtriebswelle 13 im Sinne der Erfindung als voneinander unabhängige Wellen vorgesehen sind. Die erste und die zweite Getriebeabtriebswellen 12 und 13 weisen jeweils ein Zahnrad, beispielsweise ein Ritzelrad, als Bestandteile der erfindungsgemäßen Abtriebseinheit 7 zum Einleiten des jeweiligen Abtriebsdrehmoments und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments an einen Abtrieb des Fahrzeugs auf. Im Übrigen gilt für 4 das oben in Bezug auf 1 bis 3 Ausgeführte sinngemäß. 4 shows one to the drive device 3 alternative drive device, in which instead of the common shaft 11 a first transmission output shaft 12 and a second transmission output shaft 13 are provided in the context of the invention as independent waves. The first and second transmission output shafts 12 and 13 each have a gear, such as a pinion, as components of the output unit according to the invention 7 for introducing the respective output torque and for delivering the introduced output torque to an output of the vehicle. Incidentally, applies to 4 the above regarding 1 to 3 Executed mutatis mutandis.

5 zeigt eine zur Antriebsvorrichtung aus 3 alternative Antriebsvorrichtung, bei der statt der gemeinsamen Welle 11 eine erste Getriebeabtriebswelle 12 und eine zweite Getriebeabtriebswelle 13 im Sinne der Erfindung vorgesehen sind, mit einem zweiten Schaltelement 14 zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle 12 und der zweiten Getriebeabtriebswelle 13. Auf der zweiten Getriebeabtriebswelle 13 ist zur Abgabe eines Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle 12 und/oder der zweiten Getriebeabtriebswelle 13 an einen Abtrieb des Fahrzeugs ein Zahnrad, beispielsweise ein Ritzelrad, vorgesehen, das ein Abtriebselement der erfindungsgemäßen Abtriebseinheit 7 darstellt. 5 shows one to the drive device 3 alternative drive device, in which instead of the common shaft 11 a first transmission output shaft 12 and a second transmission output shaft 13 are provided in the context of the invention, with a second switching element 14 for making and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission output shaft 12 and the second transmission output shaft 13 , On the second transmission output shaft 13 is for outputting output torque of the first transmission output shaft 12 and / or the second transmission output shaft 13 an output of the vehicle, a gear, such as a pinion, provided, which is an output element of the output unit according to the invention 7 represents.

In dem in 5 dargestellten Beispiel ist die erste Antriebseinheit 9 eine elektrische Maschine oder ein Verbrennungsmotor, während die zweite Antriebseinheit 10 eine elektrische Maschine ist.In the in 5 The example shown is the first drive unit 9 an electric machine or an internal combustion engine while the second drive unit 10 an electric machine is.

Das zweite Schaltelement 14 kann beispielsweise als ein Anfahr-Entkoppelelement zum Ausführen von Schleppstarts des Verbrennungsmotors 9 nützlich sein. Hiezu kann beispielsweise beim Anfahren des Fahrzeugs zunächst eine Verbindung zum Abtrieb des Fahrzeugs mittels des auf der zweiten Getriebeabtriebswelle 13 angeordneten Zahnrads der Abtriebseinheit 7 erfolgen und die erste, verbrennungsmotorseitige Getriebeabtriebswelle 12 zu einem geeigneten Zeitpunkt mittels des zweiten Schaltelements 14 dazugeschaltet werden (ein sogenannter Verbrennerzustart). Das zweite Schaltelement 14 kann beispielsweise eine Klauen- oder Trockenkupplung sein.The second switching element 14 may, for example, as a start-decoupling element for carrying out tow starts of the internal combustion engine 9 to be useful. For this purpose, for example, when starting the vehicle first connect to the Output of the vehicle by means of the on the second transmission output shaft 13 arranged gear of the output unit 7 take place and the first, engine-side transmission output shaft 12 at a suitable time by means of the second switching element 14 be switched on (a so-called burner start). The second switching element 14 For example, it may be a claw or dry clutch.

6 zeigt eine zu 5 alternative Ausgestaltung, bei der das Zahnrad der Abtriebseinheit 7 auf der ersten Getriebeabtriebswelle 12 statt auf der zweiten Getriebeabtriebswelle 13 angeordnet ist. Im Übrigen gilt hier das in Bezug auf 5 Ausgeführte sinngemäß. 6 shows one too 5 alternative embodiment, wherein the gear of the output unit 7 on the first transmission output shaft 12 instead of on the second transmission output shaft 13 is arranged. Incidentally, this applies in relation to 5 Executed mutatis mutandis.

7 zeigt eine weitere zu 5 und 6 alternative Ausgestaltung, bei welcher das Zahnrad, über das der Abtrieb erfolgt, auf einer zusätzlichen Zwischenwelle (15) in der Abtriebseinheit 7 angeordnet ist, wobei zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung der Zwischenwelle (15) mit der ersten Getriebeabtriebswelle 12 ein zweites Schaltelement (14) und zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung der Zwischenwelle (15) mit der zweiten Getriebeabtriebswelle 13 ein drittes Schaltelement (16) vorgesehen sind. 7 shows another one too 5 and 6 alternative embodiment, in which the gear, via which the output takes place, on an additional intermediate shaft ( 15 ) in the output unit 7 is arranged, wherein for producing and interrupting a torque-transmitting connection of the intermediate shaft ( 15 ) with the first transmission output shaft 12 a second switching element ( 14 ) and for producing and interrupting a torque-transmitting connection of the intermediate shaft ( 15 ) with the second transmission output shaft 13 a third switching element ( 16 ) are provided.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 2 in dieser und jeder anderen Ausführungsform ergibt sich, wenn man die Leistung der Antriebseinheiten 9 und 10 oder deren Drehmoment-/Drehzahl-Charakteristik unterschiedlich ausprägt. In diesem Fall kann man jeweils einen Betriebspunkt/Betriebszustand bester Effizienz der Antriebseinheit 9 oder der Antriebseinheit 10 oder einen Betriebspunkt/Betriebszustand bester Effizienz der beiden Antriebseinheiten 9 und 10 fahren. Somit kann die Effizienz der Antriebsvorrichtung 1 für unterschiedliche Fahraufgaben/Betriebspunkte optimiert werden.A particular advantage of the transmission device according to the invention 2 in this and any other embodiment results when considering the power of the drive units 9 and 10 or whose torque / speed characteristic differs differently. In this case, one can each have an operating point / operating state of best efficiency of the drive unit 9 or the drive unit 10 or an operating point / operating state of best efficiency of the two drive units 9 and 10 drive. Thus, the efficiency of the drive device 1 be optimized for different driving tasks / operating points.

Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung jeder Gang mit einem optimalen Wirkungsgrad der ersten oder zweiten oder beider Antriebseinheiten gefahren werden.Furthermore, with the transmission device according to the invention, each gear can be driven with an optimum efficiency of the first or second or both drive units.

Insbesondere kann man somit im Gegensatz zu bekannten Antriebssystemen alle Gänge spreizungsoptimal auslegen.In particular, it is therefore possible, in contrast to known drive systems, to design all gears with optimum spread.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2529967 A1 [0005, 0007] EP 2529967 A1 [0005, 0007]

Claims (10)

Getriebevorrichtung (2) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Getriebeeinheit (3) mit einer ersten Getriebeantriebswelle (5) und einer ersten Getriebeabtriebswelle (12), wobei die erste Getriebeantriebswelle (5) und die erste Getriebeabtriebswelle (12) derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der ersten Getriebeantriebswelle (5) mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der ersten Getriebeabtriebswelle (12) übersetzt wird, eine zweite Getriebeeinheit (4) mit einer zweiten Getriebeantriebswelle (6) und einer zweiten Getriebeabtriebswelle (13), wobei die zweite Getriebeantriebswelle (6) und die zweite Getriebeabtriebswelle (13) derart miteinander verbunden sind, dass ein Antriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeantriebswelle (6) mittels mindestens eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in ein Abtriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) übersetzt wird, eine Abtriebseinheit (7) zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) an einen Abtrieb des Fahrzeugs, und ein erstes Schaltelement (8) zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle (5) und der zweiten Getriebeantriebswelle (6).Transmission device ( 2 ) for a vehicle, in particular for a motor vehicle, comprising a first transmission unit ( 3 ) with a first transmission input shaft ( 5 ) and a first transmission output shaft ( 12 ), wherein the first transmission input shaft ( 5 ) and the first transmission output shaft ( 12 ) are connected to each other in such a way that a drive torque to the first transmission input shaft ( 5 ) by means of at least one predetermined transmission ratio in an output torque to the first transmission output shaft ( 12 ), a second transmission unit ( 4 ) with a second transmission input shaft ( 6 ) and a second transmission output shaft ( 13 ), wherein the second transmission input shaft ( 6 ) and the second transmission output shaft ( 13 ) are connected to each other such that a drive torque to the second transmission input shaft ( 6 ) by means of at least one predetermined transmission ratio in an output torque to the second transmission output shaft ( 13 ), an output unit ( 7 ) for introducing the output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) and for delivering the introduced output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the introduced output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) to an output of the vehicle, and a first switching element ( 8th ) for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission input shaft (10) 5 ) and the second transmission input shaft ( 6 ). Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebeeinheit (3) und das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebeeinheit (4) voneinander verschieden sind.Transmission device ( 2 ) according to claim 1, wherein the at least one predetermined gear ratio of the first gear unit ( 3 ) and the at least one predetermined transmission ratio of the second transmission unit ( 4 ) are different from each other. Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine vorbestimmte Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebeeinheit (3) gleich dem mindestens einen vorbestimmten Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebeeinheit (4) ist.Transmission device ( 2 ) according to claim 1, wherein the at least one predetermined gear ratio of the first gear unit ( 3 ) equal to the at least one predetermined gear ratio of the second gear unit ( 4 ). Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeinheit (3) und/oder die zweite Getriebeeinheit (4) zwischen mehreren verschiedenen, unterschiedlichen Gängen entsprechenden Übersetzungsverhältnissen schaltbar ist/sind, wobei vorzugsweise eine der Getriebeeinheiten ungerade Gänge und die andere Getriebeeinheit gerade Gänge aufweist.Transmission device ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the first gear unit ( 3 ) and / or the second transmission unit ( 4 ) is switchable between a plurality of different, different gears corresponding gear ratio / are, preferably one of the gear units odd gears and the other gear unit has straight gears. Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein zweites Schaltelement (14) zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und der zweiten Getriebeabtriebswelle (13), wobei die Abtriebseinheit (7) ein mit der ersten Getriebeabtriebswelle (12) oder mit der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) verbundenes Abtriebselement, insbesondere ein Zahnrad, zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) an einen Abtrieb des Fahrzeugs umfasst.Transmission device ( 2 ) according to one of the preceding claims, further comprising a second switching element ( 14 ) for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission output shaft (10) 12 ) and the second transmission output shaft ( 13 ), wherein the output unit ( 7 ) with the first transmission output shaft ( 12 ) or with the second transmission output shaft ( 13 ) connected output element, in particular a gear, for introducing the output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) and for delivering the introduced output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the introduced output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) to an output of the vehicle. Getriebevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abtriebseinheit (7) eine Zwischenwelle (15) zum Einleiten des Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) und zur Abgabe des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und/oder des eingeleiteten Abtriebsdrehmoments der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) an einen Abtrieb des Fahrzeugs umfasst und wobei ein zweites Schaltelement (14) zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Getriebeabtriebswelle (12) und der Zwischenwelle (15) sowie ein drittes Schaltelement (16) zum Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der zweiten Getriebeabtriebswelle (13) und der Zwischenwelle (15) vorgesehen sind.Transmission device ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the output unit ( 7 ) an intermediate wave ( 15 ) for introducing the output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) and for delivering the introduced output torque of the first transmission output shaft ( 12 ) and / or the introduced output torque of the second transmission output shaft ( 13 ) to an output of the vehicle and wherein a second switching element ( 14 ) for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the first transmission output shaft (10) 12 ) and the intermediate shaft ( 15 ) and a third switching element ( 16 ) for establishing and interrupting a torque transmitting connection between the second transmission output shaft (11) 13 ) and the intermediate shaft ( 15 ) are provided. Antriebsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Getriebevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie eine erste Antriebseinheit (9), insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, die über eine drehmomentübertragende Verbindung mit der ersten Getriebeantriebswelle (5) verbunden oder verbindbar ist, und eine zweite Antriebseinheit (10), insbesondere eine elektrische Maschine oder einen Verbrennungsmotor, die über eine drehmomentübertragende Verbindung mit der zweiten Getriebeantriebswelle (6) verbunden oder verbindbar ist.Drive device ( 1 ) for a vehicle, in particular for a motor vehicle, comprising a transmission device ( 2 ) according to one of claims 1 to 6 and a first drive unit ( 9 ), in particular an electric machine or an internal combustion engine, which via a torque-transmitting connection with the first transmission input shaft ( 5 ) is connected or connectable, and a second drive unit ( 10 ), in particular an electric machine or an internal combustion engine, which via a torque-transmitting connection with the second transmission input shaft ( 6 ) is connected or connectable. Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, ferner umfassend mindestens ein viertes Schaltelement zum Herstellen und Unterbrechen der drehmomentübertragenden Verbindung zwischen der ersten Antriebseinheit (9) und der ersten Getriebeantriebswelle (5) und/oder zwischen der zweiten Antriebseinheit (10) und der zweiten Getriebeantriebswelle (6). Drive device ( 1 ) according to claim 7, further comprising at least a fourth switching element for establishing and interrupting the torque-transmitting connection between the first drive unit ( 9 ) and the first transmission input shaft ( 5 ) and / or between the second drive unit ( 10 ) and the second transmission input shaft ( 6 ). Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste Antriebseinheit (9) und die zweite Antriebseinheit (10) im Wesentlichen gleiche oder aber voneinander verschiedene charakteristische Eigenschaften, insbesondere eine Drehmoment/Drehzahl-Charakteristik, Wirkungsgrad-Kennlinie und/oder Leistung, aufweisen.Drive device ( 1 ) according to claim 7 or 8, wherein the first drive unit ( 9 ) and the second drive unit ( 10 ) have substantially the same or mutually different characteristic properties, in particular a torque / speed characteristic, efficiency curve and / or power. Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Antriebsdrehmoment an der ersten Getriebeantriebswelle (5) und/oder ein Antriebsdrehmoment an der zweiten Getriebeantriebswelle (6) in ein Abtriebsdrehmoment an der Abtriebseinheit (7) übersetzt wird, indem die erste Getriebeeinheit (3) in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und/oder die zweite Getriebeeinheit (4) in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis betrieben wird und das erste Schaltelement (8) die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der ersten Getriebeantriebswelle (5) und der zweiten Getriebeantriebswelle (6) nach Wahl herstellt oder unterbricht.Method for operating a transmission device ( 2 ) according to one of claims 1 to 6, wherein a drive torque to the first transmission input shaft ( 5 ) and / or a drive torque to the second transmission input shaft ( 6 ) in an output torque at the output unit ( 7 ) is translated by the first gear unit ( 3 ) is operated in a specific transmission ratio and / or the second transmission unit ( 4 ) is operated in a certain transmission ratio and the first switching element ( 8th ) the torque transmitting connection between the first transmission input shaft ( 5 ) and the second transmission input shaft ( 6 ) at your choice or interrupts.
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