DE10232831A1

DE10232831A1 - Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE10232831A1
Application number: DE2002132831
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Legner; Wolfgang Dipl.-Ing. Rebholz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-05

Abstract

Es wird ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise, für ein Fahrzeug mit einer Antriebswelle (1), welche über eine erste Kupplung (A) mit einer Welle (W1) eines ersten Teilgetriebes (X) und über eine zweite Kupplung (B) mit einer Welle (W1') eines zweiten Teilgetriebes (Y) koppelbar ist, wobei die Teilgetriebe (X, Y) jeweils unterschiedliche Übersetzungen durch die Gruppengetriebe (I, II; I', II') ermöglichen, welche durch eine Synchronisierung aktivierbar sind, und mit einer Abtriebswelle (2) vorgeschlagen, wobei zur Synchronisierung eines Schaltelementes des jeweiligen ersten Gruppengetriebes (I, I') die jeweilige Kupplung (A, B) jedes Teilgetriebes (X, Y) geeignet betätigbar ist und wobei zumindest eine Synchronisierkupplung (3, 4, 5; 3', 4', 5') bei jedem Teilgetriebe (X, Y) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe sind aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Das Doppelkupplungsgetriebe ist ein Getriebe in Vorgelegebauweise. Beispielsweise sind bei automatischen Doppelkupplungsgetrieben 6- oder 8-Ganggetriebe mit zwei Leistungswegen bekannt. Im wesentlichen besteht das Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Teilgetrieben mit verschiedenen Zahnradpaaren, einer Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle sowie je nach Gangzahl aus formschlüssigen, unsynchronisierten Schaltkupplungen. Zur Synchronisierung kann eine zweiphasige Synchronisierung verwendet werden. Mit dem Doppelkupplungsgetriebe können die Gänge lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung sowie ohne Verspannung der schaltbaren Gänge geschaltet werden.
Aus der Druckschrift EP 0 996 225 A2 ist ebenfalls ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt.
Bei den bekannten Doppelkupplungsgetrieben wird zum Schalten der Gänge eine Synchronisierung vorgesehen. Die vorgewählte Schaltkupplung geht bei Synchronlauf in Eingriff und verbindet die dazugehörige Reibungskupplung mit der Abtriebswelle. Die vorgewählte Schaltkupplung steuert dann den Gangwechsel durch Wechsel der Reibungskupplungen an. Die zentrale Synchronisierung ist dabei nicht an der Kraftübertragung beteiligt, und hat deshalb nur das geringe Synchronisierungsmoment ihres zugehörigen Leistungsweges zu übertragen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass in nachteiliger Weise dabei erhebliche Trägheitsmassen synchronisiert werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, bei dem insbesondere die Synchronisierung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe vorgeschlagen, bei dem zur Synchronisierung eines Schaltelementes eines jeweiligen ersten Gruppengetriebes eine jeweilige Kupplung jedes Teilgetriebes derart betätigt wird, dass eine Synchronisierung dieses Schaltelementes erfolgen kann. Ferner ist zur Synchronisierung zumindest eine Synchronisierkupplung bei jedem Teilgetriebe vorgesehen. Auf diese Weise sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nur geringe Trägheitsmassen zu synchronisieren.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass jeweils eine erste Synchronisierkupplung bei jedem zweiten Gruppengetriebe vorgesehen ist und eine zweite Synchronisierkupplung bei einer Welle des jeweiligen Teilgetriebes an einem Gang mit einer kleinsten Übersetzung und eine dritte Synchronisierkupplung einer Welle des jeweiligen Teilgetriebes an einem Gang mit der größten Übersetzung vorgesehen ist. Dadurch, dass die Synchronisierkupplungen jeweils an der kleinsten und an der größten Übersetzung jedes Teilgetriebes angeordnet sind, kann in vorteilhafter Weise jede erforderliche Synchrondrehzahl auch an der dazwischen liegenden Übersetzung eingestellt werden.
Darüber hinaus kann zur Synchronisierung des Schaltelements bei dem ersten Gruppengetriebe des ersten Teilgetriebes vorgesehen sein, dass die dazugehörige Kupplung nur mit einer Teilkraft betätigt wird, um die Welle und das Zahnrad des ersten Gruppengetriebes geeignet zu synchronisieren. Zur Synchronisierung des Schaltelementes bei dem ersten Gruppengetriebe des zweiten Teilgetriebes kann die dazugehörige Kupplung auf die gleiche Weise betätigt werden, wie dies bei dem ersten Teilgetriebe vorgesehen ist. Es ist auch denkbar, dass zur Sychronisierung die jeweilige Kupplung auf andere Art und Weise betätigt wird.
Die Anordnung und die verwendete Anzahl von Synchronisierkupplungen bei dem ersten und dem zweiten Teilgetriebe können auch geeignete variiert werden, um bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die Synchronisierung weiter zu verbessern.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Synchronisierkupplungen bei dem erfindungsgemäßen Getriebe hydraulisch, proportional oder dergleichen angesteuert werden. Es ist auch denkbar, dass eine andere geeignete Ansteuerung für die Synchronisierkupplungen bei dem erfindungsgemäßen Getriebe vorgesehen wird.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Drehzahlmessung vorzugsweise an der Antriebswelle, den Eingangswellen der beiden Teilgetriebe, den Zwischenwellen der jeweiligen zweiten Gruppengetriebe und/oder an der Abtriebswelle genügend Informationen vorhanden sind, um die Synchrondrehzahl an den Schaltelementen geeignet einzuregeln. Somit ist für die Regelung der mit der Antriebswelle gekoppelten Anfahrkupplungen keine weitere Drehzahlmessung am Antrieb erforderlich. Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Getriebe als Schaltelemente Klauenschaltelemente verwendet, da diese besonders kostengünstig sind. Klauenschaltelemente können zwar nicht bei großen Differenzdrehzahlen geschaltet werden, jedoch ist dies bei dem erfindungsgemäßen Getriebe unerheblich, da die zu schaltenden Zahnräder und Wellen sich im lastfreien Zustand durch die Synchronisierung befinden.
Im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden bei dem Getriebe als mit der Antriebswelle gekoppelte Kupplungen Anfahrkupplungen oder dergleichen verwendet. Denkbar wäre auch, dass als Synchronisierkupplungen andere geeignete Schaltelemente verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
In der einzigen Figur wird ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe schematisch dargestellt. Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein 2×2×3-Vorgelegegetriebe mit 12 Vorwärts- und 3 Rückwärtsgängen. Zur Realisierung der Übersetzungen sind vorzugsweise 24 Zahnräder Z1 bis Z24 und 9 Wellen vorgesehen, wobei die Wellen der beiden Teilgetriebe mit W1, W2, W3, W1', W2', W3' bezeichnet sind. Ferner weist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2 sowie eine Welle 12 mit den Übersetzungen R für die Rückwärtsgänge auf.
Bei dem dargestellten Doppelkupplungsgetriebe ist die Antriebswelle 1 über eine erste Kupplung A mit einer Welle W1 eines ersten Teilgetriebes X und über eine zweite Kupplung B mit einer Welle W1' eines zweiten Teilgetriebes Y koppelbar. Jedes Teilgetriebe X, Y umfasst jeweils ein erstes Gruppengetriebe I, I' und jeweils ein zweites Gruppengetriebe II, II', wobei das erste Teilgetriebe X die Gänge 1, 3, 5, 7, 9 und 11 sowie das zweite Teilgetriebe Y die Gänge 2, 4, 6, 8, 10 und 12 realisieren. Ferner weist das dargestellte 12-Gang-Doppelkupplungsgetriebe zwei Leistungswege auf.
Erfindungsgemäß ist bei dem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen, dass zur Synchronisierung eines Schaltelementes des jeweiligen ersten Gruppengetriebes I, I' die jeweilige Kupplung A, B jedes Teilgetriebes X, Y nur mit einer Teilkraft belegt wird, die ausreicht, um die Welle W1 bzw. W1' und das Zahnrad Z1 bzw. Z11 der beiden Teilgetriebe X, Y zu synchronisieren. Ferner sind zusätzlich jeweils drei Synchronisierkupplungen 3, 4, 5; 3', 4', 5' bei jedem Teilgetriebe X, Y vorgesehen.
Zur Synchronisierung des Schaltelements bei dem ersten Gruppengetriebe I des ersten Teilgetriebes X wird die Kupplung A nur mit einer Teilkraft betätigt, um die Welle W1 und das Zahnrad Z1 zu synchronisieren, wobei nach erfolgtem Drehzahlangleich die Kupplung A wieder geöffnet wird.
Zur Synchronisierung des Schaltelements bei dem ersten Gruppengetriebe I' des zweiten Teilgetriebes Y wird die Kupplung B nur mit einer Teilkraft betätigt, um die Welle W1' und das Zahnrad Z11 zu synchronisieren, wobei nach erfolgtem Drehzahlangleich die Kupplung B wieder geöffnet wird.
Bei dem ersten Teilgetriebe X ist die erste Synchronisierkupplung 3 des zweiten Gruppengetriebes II zwischen der Welle W2 und dem Zahnrad Z5 vorgesehen. Bei dem zweiten Teilgetriebe Y ist die erste Synchronisierkupplung 3' des zweiten Gruppengetriebes II' zwischen der Welle W2' und dem Zahnrad Z15 vorgesehen.
Die zweite Synchronisierkupplung 4 ist bei dem ersten Teilgetriebe X an dem Gang mit der kleinsten Übersetzung zwischen der Welle W3 und dem Zahnrad Z3 vorgesehen, wobei die dritte Synchronisierkupplung 5 an dem Gang mit der höchsten Übersetzung zwischen der Welle W3 und dem Zahnrad Z7 vorgesehen ist.
Bei dem zweiten Teilgetriebe Y ist die zweite Synchronisierkupplung 4' an dem Gang mit der kleinsten Übersetzung zwischen der Welle W3' und dem Zahnrad Z13 vorgesehen, wobei die dritte Synchronisierkupplung 5' an dem Gang mit der höchsten Übersetzung zwischen der Welle W3' und dem Zahnrad Z17 vorgesehen ist.
Auf diese Weise können zur Synchronisierung der Drehzahlender zwischen der kleinsten und der größten Übersetzung liegenden Zwischenübersetzung an der Welle W3 bzw. W3' die beiden Synchronisierkupplungen 4, 5; 4', 5' verwendet werden. Folglich kann jede erforderliche Synchrondrehzahl auch an der dazwischen liegenden Übersetzung eingestellt werden.
Die Synchronisierkupplungen 3, 4, 5; 3', 4', 5' werden bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe vorzugsweise hydraulisch, proportional angesteuert. Als Schaltelemente sind Klauenschaltelemente vorgesehen, da diese besonders kostengünstig sind. Klauenschaltelemente können jedoch nicht bei großer Drehzahldifferenz geschaltet werden, dies ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe unerheblich, da die zu schaltenden Zahnräder und Wellen im lastfreien Zustand synchronisiert werden.
Die mit der Antriebswelle 1 gekoppelten Kupplungen A, B sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Anfahrkupplungen ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe sind zur Drehzahlmessung an der Antriebswelle 1, an den beiden Eingangswellen W1, W1' jedes Teilgetriebes X, Y, an den beiden Zwischenwellen W2, W2' und an der Abtriebswelle 3 jeweils eine Drehzahlerfassung 6, 7, 8, 9, 10, 11 vorgesehen. Für die Reglung der Anfahrkupplungen A, B sind somit keine weiteren Drehzahlmessstellen am Antrieb erforderlich.

X: erstes Teilgetriebe
Y: zweites Teilgetriebe
I: erstes Gruppengetriebes des ersten Teilgetriebes X
II: zweites Gruppengetriebe des ersten Teilgetriebes X
I': erstes Gruppengetriebe des zweiten Teilgetriebes Y
II': zweites Gruppengetriebe des zweiten Teilgetriebes Y
1: Antriebswelle
2: Abtriebswelle
3: erste Synchronisierkupplung des ersten Teilgetriebes X
4: zweite Synchronisierkupplung des ersten Teilgetriebes X
5: dritte Synchronisierkupplung des ersten Teilgetriebes X
3': erste Synchronisierkupplung des zweiten Teilgetriebes Y
4': zweite Synchronisierkupplung des zweiten Teilgetriebes Y
5': dritte Synchronisierkupplung des zweiten Teilgetriebes Y
6: Drehzahlerfassung an der Antriebswelle
7: Drehzahlerfassung an der Eingangswelle des ersten
: Teilgetriebes X
8: Drehzahlerfassung an der Eingangswelle des zweiten
: Teilgetriebes Y
9: Drehzahlerfassung an der Zwischenwelle des ersten
: Teilgetriebes X
10: Drehzahlerfassung an der Zwischenwelle des zweiten
: Teilgetriebes Y
11: Drehzahlerfassung an der Abtriebswelle
12: Welle mit den Übersetzungen R der Rückwärtsgänge

Claims

Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise, für ein Fahrzeug mit einer Antriebswelle, welche über eine erste Kupplung mit einer Welle eines ersten Teilgetriebes und über eine zweite Kupplung mit einer Welle eines zweiten Teilgetriebes koppelbar ist, wobei die Teilgetriebe jeweils unterschiedliche Übersetzungen durch die Gruppengetriebe ermöglichen, welche durch eine Synchronisierung aktivierbar sind, und mit einer Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisierung eines Schaltelementes des jeweiligen ersten Gruppengetriebes (I, I') die jeweilige Kupplung (A, B) jedes Teilgetriebes (X, Y) geeignet betätigbar ist und zumindest eine Synchronisierkupplung (3, 4, 5; 3', 4', 5') bei jedem Teilgetriebe (X, Y) vorgesehen ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine erste Synchronisierkupplung (3, 3') bei jedem zweiten Gruppengetriebe (II, II') vorgesehen ist, und dass jeweils eine zweite Synchronisierkupplung (4, 4') bei einer Welle (W3, W3') des jeweiligen Teilgetriebes (X, Y) an einem Gang mit der kleinsten Übersetzung und jeweils eine dritte Synchronisierkupplung (5, 5') bei einer Welle (W3, W3') des jeweiligen Teilgetriebes (X, Y) an einem Gang mit der größten Übersetzung vorgesehen ist.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisierung eines Schaltelements bei dem ersten Gruppengetriebe (I) des ersten Teilgetriebes (X) die Kupplung (A) nur mit einer Teil kraft betätigbar ist, um die Welle (W1) und das Zahnrad (Z1) zu synchronisieren, wobei nach erfolgtem Drehzahlangleich die Kupplung (A) wieder geöffnet wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisierung eines Schaltelements bei dem ersten Gruppengetriebe (I') des zweiten Teilgetriebes (Y) die Kupplung (B) nur mit einer Teilkraft betätigbar ist, um die Welle (W1') und das Zahnrad (Z11) zu synchronisieren, wobei nach erfolgtem Drehzahlangleich die Kupplung (B) wieder geöffnet wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Teilgetriebe (X) die erste Synchronisierkupplung (3) des zweiten Gruppengetriebes (II) zwischen der Welle (W2) und dem Zahnrad (Z5) vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Teilgetriebe (Y) die erste Synchronisierkupplung (3') des zweiten Gruppengetriebes (II') zwischen der Welle (W2') und dem Zahnrad (Z15) vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Teilgetriebe (X) die zweite Synchronisierkupplung (4) an dem Gang mit der kleinsten Übersetzung zwischen der Welle (W3) und dem Zahnrad (Z3) und die dritte Synchronisierkupplung (5) an dem Gang mit der höchsten Übersetzung zwischen der Welle (W3) und dem Zahnrad (Z7) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zweiten Teilgetriebe (Y) die zweite Synchronisierkupplung (4') an dem Gang mit der kleinsten Übersetzung zwischen der Welle (W3') und dem Zahnrad (Z13) und die dritte Synchronisierkupplung (5') an dem Gang mit der höchsten Übersetzung zwischen der Welle (W3') und dem Zahnrad (Z17) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierkupplungen (3, 4, 5; 3', 4', 5') hydraulisch ansteuerbar sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierkupplungen (3, 4, 5; 3', 4', 5') proportional ansteuerbar sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehzahlmessung zumindest an der Antriebswelle (1) und/oder jeder Eingangswelle (W1, W1') jedes Teilgetriebes (X, Y) und/oder an jeder Zwischenwelle (W2, W2') und/oder an der Abtriebswelle (2) jeweils eine Drehzahlerfassung vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelemente Klauenschaltelemente vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden mit der Antriebswelle gekoppelten Kupplungen (A, B) Anfahrkupplungen sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein 2×2×3-Vorgelegegetriebe mit 12 Vorwärts- und 3 Rückwärtsgängen vorgesehen ist.
Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung der Übersetzungen 24 Zahnräder und 9 Wellen vorgesehen sind.