WO2016070871A2 - Getriebe für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2016070871A2
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input shaft
stage
shaft
idler
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Christoph Danzer
Jörg Müller
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Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr
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    • F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three forward speeds
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to methods for the realization of gears of the transmission according to claims 3 to 8.
  • From DE 10 2010 030 567 A1 is a hybrid drive of a motor vehicle, an internal combustion engine with a drive shaft, an operable as a motor and generator
  • Input waves and a common output shaft includes known.
  • the first input shaft is connected via a drive shaft with the internal combustion engine.
  • the second input shaft is drivable by the rotor of the electric machine.
  • the two input shafts can be selectively brought into driving connection with the output shaft via alternately assigned gear wheel sets in the order of their translations.
  • the two input shafts are arranged coaxially and axially adjacent to one another and can be coupled directly to one another via an engageable and disengageable clutch.
  • Manual transmission for example, for a motor vehicle, with an internal combustion engine, which is drivingly connected to at least a first transmission input shaft, with an electric drive having at least one electric machine, which is drivingly connected to a second transmission input shaft, known.
  • the two transmission input shafts are arranged coaxially with each other.
  • a gear shift device connects the two in one of their switching positions
  • the first transmission input shaft is connected directly to the internal combustion engine.
  • Two Radsatzebenen are the second transmission input shaft and a Radsatzebene is associated with the first transmission input shaft.
  • Transmission output shaft is arranged axially parallel to the first transmission input shaft, wherein the countershaft also serves as a transmission output shaft.
  • the internal combustion engine serves as a pure range extender, it being possible to start the combustion engine with traction assistance by means of a starter generator.
  • the first and the third gear can be driven in a coupled manner by an internal combustion engine.
  • Embodiment be closed two switching elements. Furthermore, the pure
  • From DE 10 2013 204 227 A1 discloses a drive train for a vehicle with at least one electric drive and a method for performing a load change is known.
  • the drive train can be coupled via a drive shaft with at least a first transmission stage and a second transmission stage.
  • At least one switching device is provided for switching the gear ratios.
  • the switching device comprises at least one for carrying out load circuits
  • each of the transmission stages with the interlocking switching element is switchable, and wherein at least one of the translation stages both with the positive
  • Switching element as well as with the frictional switching element is switchable.
  • the torque transmission during the first gear of the two-speed gearbox is realized exclusively via the interlocking shifting element.
  • the torque transmission is either exclusively via the positive switching element or exclusively via the frictional
  • the invention has for its object to provide a transmission which ensures three gear ratios with a small number of switching elements.
  • the invention is achieved by a transmission according to claim 1 and four methods according to the
  • each translation stage comprises a fixed gear, which with the
  • the idler gear of the first gear stage and the idler gear of the second gear stage can be connected to the first input shaft by means of a first double-acting positive-locking switching element.
  • Translation stage are by means of a second double-acting positive
  • an intermediate shaft can be connected to the input shaft by means of a frictionally engaged switching element.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a transmission 1 according to the invention.
  • the transmission 1 comprises a first input shaft 2, which is connected to an electric machine 3. Furthermore, it is possible to connect several electric machines 3 to the first input shaft 2.
  • the transmission 1 comprises a second input shaft 4, which with a
  • the transmission 1 comprises an output shaft 6, which is connected to an output 7 of a vehicle, not shown.
  • a first gear stage Ü1 comprises a fixed gear F1, which is connected to the output shaft 6, and a idler gear L1 meshing with the fixed gear F1.
  • a second gear stage Ü2 comprises a fixed gear F2, which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L2 meshing with the fixed gear F2.
  • a third gear stage U3 comprises a fixed gear F3 which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L3 meshing with the fixed gear F3.
  • Translation stage Ü2 are by means of a first double-acting positive-locking switching element A, B, for example, a friction-synchronized positive clutch, connectable to the first input shaft 2.
  • Translation stage Ü3 are by means of a second double-acting positive-locking switching element C, D, for example, a friction-synchronized positive clutch, connectable to the second input shaft 4.
  • the order of the translations from a high gear ratio to a low gear ratio is Ü1, Ü2 and Ü3.
  • the two gear ratios Ü1 and Ü2 can be realized as forward or reverse gears.
  • the idler gear L1 of the first gear stage U1 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive switching element A acting in the direction of the idler gear L1 of the first gear stage U1.
  • Torque path for the first gear extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the first gear stage Ü1, the output shaft 6 to the output 7.
  • the first gear can be used, for example, for an electrically efficient starting or for an electrically efficient driving at low speeds.
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive switching element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • Torque path for the second gear extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the second gear can be used, for example, for an electrically efficient starting or for an electrically efficient driving at medium speeds.
  • a recuperation can be done in the two translation stages Ü1 and Ü2.
  • the second gear can be realized as a forward gear by connecting the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 by means of the second in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 acting positive switching element C with the second input shaft 4.
  • the torque path for this second forward gear extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the second gear stage U 2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the internal combustion engine 5 can be started via a separate starter. Furthermore, an active speed synchronization to the second forward speed is possible.
  • the idler gear L3 becomes the third
  • Translation stage Ü3 acting form-locking switching element D connected to the second input shaft 4.
  • the torque path for the third forward speed extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the third
  • the internal combustion engine 5 can be started via a separate starter. Furthermore, an active speed synchronization is on the third
  • the electric machine 3 realizes the first forward speed and the
  • the electric machine 3 realizes the first forward speed and the
  • Internal combustion engine 5 realizes the third forward speed.
  • This variant can be used, for example, for full-load acceleration with a so-called boosting of the electric machine 3.
  • the electric machine 3 and the internal combustion engine 5 realize the second forward speed.
  • This variant can, for example, as a main gear for medium
  • the electric machine 3 realizes the second forward speed and the
  • Internal combustion engine 5 realizes the third forward speed.
  • This variant can be used, for example, as a main drive for higher speeds or efficiency for medium speeds and medium loads.
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the second input shaft E2 by means of the second positive gear shift element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7th
  • idler gear L3 of third gear stage U3 is connected to second input shaft 4 by means of the second positive gear shift element D acting in the direction of idler gear L3 of third gear stage U3.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the third gear stage U3, the output shaft 6 to the output 7th
  • idler gear L3 of third gear stage U3 is connected to second input shaft 4 by means of the second positive gear shift element D acting in the direction of idler gear L3 of third gear stage U3.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the third gear stage U3, the output shaft 6 to the output 7th
  • inventive transmission 1 corresponding train-return circuits are realized.
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive gear B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7. Thereafter, the second in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 acting form-locking switching element C is opened.
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the second input shaft 4 by means of the second positive gear shift element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7th
  • Embodiment 2
  • FIG. 2 shows an embodiment of a powershift transmission 1 according to the invention.
  • the transmission 1 comprises a first input shaft 2, which is connected to an electric machine 3. Furthermore, it is possible to connect several electric machines 3 to the input shaft 2.
  • the transmission 1 comprises a second input shaft 4, which with a
  • the transmission 1 comprises an output shaft 6, which is connected to an output 7 of a vehicle, not shown.
  • the second input shaft 4 is connected by means of a frictional engagement element E with an intermediate shaft 8.
  • the frictional switching element E is for example a multi-plate clutch.
  • one end of the second input shaft 4 is connected to the
  • Internal combustion engine 5 is connected and at the opposite end of the frictional switching element E is arranged.
  • a first gear stage Ü1 comprises a fixed gear F1, which is connected to the output shaft 6, and a idler gear L1 meshing with the fixed gear F1.
  • a second gear stage Ü2 comprises a fixed gear F2, which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L2 meshing with the fixed gear F2.
  • a third gear stage U3 comprises a fixed gear F3 which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L3 meshing with the fixed gear F3.
  • Translation stage Ü2 are by means of a first double-acting positive-locking switching element A, B, for example, a friction-synchronized positive clutch, connectable to the first input shaft 2.
  • Translation stage Ü3 are by means of a second double-acting positive-locking switching element C, D, for example, a reibsynchroninstrumente positive clutch, connectable to the intermediate shaft 8.
  • the order of the translations from a high gear ratio to a low gear ratio is Ü1, Ü2 and Ü3.
  • the two gear ratios Ü1 and Ü2 can be realized as forward or reverse gears.
  • the idler gear L1 of the first gear stage U1 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive switching element A acting in the direction of the idler gear L1 of the first gear stage U1.
  • Torque path for the first gear extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the first gear stage Ü1, the output shaft 6 to the output 7.
  • the first gear can be used, for example, for an electrically efficient starting or for an electrically efficient driving at low speeds.
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive switching element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • Torque path for the second gear extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the second gear can be used, for example, for an electrically efficient starting or for an electrically efficient driving at medium speeds.
  • a recuperation can be done in the two translation stages Ü1 and Ü2.
  • the second gear can be realized as forward gear as follows: the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the intermediate shaft 8 is by means of the frictional
  • Switching element E connected to the second input shaft 4.
  • the torque path for this second forward gear extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage U 2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the idler gear L3 becomes the third
  • Translation stage Ü3 acting positive switching element D connected to the intermediate shaft 8.
  • the intermediate shaft 8 is connected by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the torque path for the third forward speed extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the
  • the electric machine 3 realizes the first forward speed and the
  • the electric machine 3 realizes the first forward speed and the
  • Internal combustion engine 5 realizes the third forward speed.
  • This variant can be used, for example, for full-load acceleration with a so-called boosting of the electric machine 3.
  • the electric machine 3 and the internal combustion engine 5 realize the second forward speed.
  • This variant can, for example, as a main gear for medium
  • the electric machine 3 realizes the second forward speed and the
  • Internal combustion engine 5 realizes the third forward speed.
  • This variant can be used, for example, as a main drive for higher speeds or efficiency for medium speeds and medium loads.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the intermediate shaft 8 is connected by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage U 2, the output shaft 4 to the output 5.
  • This train-load circuit can be used, for example, to start the internal combustion engine 5.
  • the idler gear L3 of the third gear stage Ü3 is by means of of the second in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage Ü3 acting positive switching element D connected to the intermediate shaft 8.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage Ü3, the
  • This train-load circuit can be used, for example, to start the internal combustion engine 5.
  • Input shaft 4 connected.
  • the idler gear L3 of the third gear stage U3 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element D acting in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage U3.
  • the path for torque transfer runs from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage Ü3
  • This train-load circuit can be used, for example, to start the internal combustion engine 5.
  • inventive transmission 1 corresponding train-back-load circuits can be realized.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected to the first input shaft 2 by means of the first positive switching element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the first input shaft 2, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the frictional switching element E and the second acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear Ü2 form-locking switching element C is open. Subsequently, a speed synchronization takes place.
  • the intermediate shaft 8 is connected by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected by means of the second in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 acting positive switching element C with the intermediate shaft 8.
  • the path for torque transfer extends from the internal combustion engine 5 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage Ü2
  • FIG. 3 shows an embodiment of a powershift transmission 1 according to the invention.
  • the transmission 1 comprises a second input shaft 4, which is connected to an electric machine 3. Furthermore, it is possible to connect a plurality of electric machines 3 to the second input shaft 4.
  • the transmission 1 comprises an output shaft 6, which is connected to an output 7 of a vehicle, not shown.
  • the second input shaft 4 is connected by means of a frictional engagement element E with an intermediate shaft 8.
  • the frictional switching element E is for example a multi-plate clutch.
  • one end of the second input shaft 4 is connected to the
  • a first gear stage Ü1 comprises a fixed gear F1, which is connected to the output shaft 6, and a idler gear L1 meshing with the fixed gear F1.
  • a second gear stage Ü2 comprises a fixed gear F2, which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L2 meshing with the fixed gear F2.
  • a third gear stage U3 comprises a fixed gear F3 which is connected to the output shaft 6, and a loose wheel L3 meshing with the fixed gear F3.
  • Translation stage Ü2 are connected by means of a first double-acting positive-locking switching element A, B, for example, a friction-synchronized positive clutch, with the second input shaft 4.
  • A, B for example, a friction-synchronized positive clutch
  • Translation stage Ü3 are by means of a second double-acting positive-locking switching element C, D, for example, a reibsynchroninstrumente positive clutch, connectable to the intermediate shaft 8.
  • the order of the translations from a high gear ratio to a low gear ratio is Ü1, Ü2 and Ü3.
  • the gear ratios Ü1, Ü2 and Ü3 can be realized as forward or reverse gears.
  • the idler gear L1 of the first gear stage U1 is connected to the second input shaft 4 by means of the first positive switching element A acting in the direction of the idler gear L1 of the first gear stage U1.
  • Torque path for the first gear extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the first gear stage Ü1, the output shaft 6 to the output 7th
  • the idler gear L2 of the second gear stage U2 is connected to the second input shaft 4 by means of the first positive switching element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • Torque path for the second gear extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7th
  • the second gear can be realized as follows: the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the intermediate shaft 8 is connected by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the torque path for this second gear extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage U 2, the output shaft 6 to the output 7.
  • the idler gear L3 of the third gear stage Ü3 by means of the second acting in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage Ü3 positive switching element D connected to the intermediate shaft 8.
  • the intermediate shaft 8 is connected by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the torque path for the third gear extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage U3, the output shaft 6 to the output 7th
  • a recuperation can be done in all three translation stages Ü1, Ü2 and Ü3.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive gear shift element C acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage, the output shaft 6 to the output 7.
  • the frictional switching element E is opened, the second acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 positive shift element C is opened, and the idler gear L2 of the second gear Ü2 is the first in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 acting positive key element B. connected.
  • Connecting the intermediate shaft 8 can be realized by means of the frictional engagement element E with the second input shaft 4.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is connected by means of the second in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 acting positive switching element C with the intermediate shaft 8.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the second gear stage Ü2, the output shaft 6 to the output 7th
  • Input shaft 4 connected.
  • the idler gear L3 of the third gear stage U3 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element D acting in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage U3.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage Ü3, the output shaft 6 to the output 7.
  • Input shaft 4 connected.
  • the idler gear L3 of the third gear stage U3 is connected to the intermediate shaft 8 by means of the second positive switching element D acting in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage U3.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage Ü3, the output shaft 6 to the output 7.
  • the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 can be connected to the second input shaft 4 by means of the first gear shift element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage U2 to realize a train-load shift from second gear to third gear.
  • the idler gear L3 of the third gear stage U3 is connected by means of the second in the direction of the idler gear L3 of the third gear stage Ü3 acting positive switching element D with the intermediate shaft 8.
  • the path for torque transfer extends from the electric machine 3 via the second input shaft 4, the intermediate shaft 8, the third gear stage Ü3, the output shaft 6 to the output 7. Thereafter, the positive switching element B acting in the direction of the idler gear L2 of the second gear stage Ü2 is opened.
  • train-high-load circuits In addition to the train-high-load circuits described above, corresponding train-back-load circuits can be realized by means of the transmission 1 according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Fahrzeug. Eine erste Eingangswelle (2) ist mit einer Elektromaschine (3) verbunden. Eine zweite Eingangswelle (4) ist mit einer Verbrennungskraftmaschine (5) verbunden. Eine Ausgangswelle (6) ist mit einem Abtrieb (7) des Fahrzeugs verbunden. Das Getriebe (1) umfasst drei Übersetzungsstufen (Ü1, Ü2, Ü3), wobei jede Übersetzungsstufe (Ü1, Ü2, Ü3) ein Festrad (F1, F2, F3), welches mit der Ausgangswelle (6) verbunden ist, und ein Losrad (L1, L2, L3) umfasst. Das Losrad (L1) der ersten Übersetzungsstufe (Ü1) und das Losrad (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) sind mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements (A, B) mit der ersten Eingangswelle (2) verbindbar. Das Losrad (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) und das Losrad (L3) der dritten Übersetzungsstufe (Ü3) sind mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements (C, D) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbindbar. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Realisierung von drei Gängen.

Description

Getriebe für ein Fahrzeug Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Realisierung von Gängen des Getriebes gemäß den Ansprüchen 3 bis 8.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 030 567 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und Generator betreibbare
Elektromaschine mit einem Rotor und ein mehrstufiges Schaltgetriebe mit zwei
Eingangswellen sowie einer gemeinsamen Ausgangswelle umfasst, bekannt.
Die erste Eingangswelle ist über eine Triebwelle mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Die zweite Eingangswelle ist von dem Rotor der Elektromaschine antreibbar.
Die beiden Eingangswellen sind über in der Reihenfolge ihrer Übersetzungen wechselweise zugeordnete Gangradsätze selektiv mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die beiden Eingangswellen sind koaxial und axial benachbart zueinander angeordnet sowie über eine ein- und ausrückbare Schaltkupplung unmittelbar miteinander koppelbar.
In einem in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel werden für einen rein
verbrennungsmotorischen Betrieb in zwei Gängen drei geschlossene Schaltelemente benötigt. Weiterhin ist die Elektromaschine in den Gängen eins und drei permanent an den Radsatz gekoppelt, so dass im rein verbrennungsmotorischen Betrieb die Massenträgheit des Triebstrangs erhöht wird und zu erhöhten elektrischen Leerlaufverlusten der
Elektromaschine führen kann.
Aus der DE 10 2010 030 573 A1 ist ein Hybridantrieb mit einem automatisierten
Schaltgetriebe, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, der mit wenigstens einer ersten Getriebeeingangswelle triebverbunden ist, mit einem Elektroantrieb, der wenigstens eine Elektromaschine aufweist, die mit einer zweiten Getriebeeingangswelle triebverbunden ist, bekannt.
Die beiden Getriebeeingangswellen sind koaxial zueinander angeordnet.
Eine Gangschaltvorrichtung verbindet in einer ihrer Schaltstellungen die beiden
Getriebeeingangswellen antriebswirksam miteinander, und in einer anderen Schaltstellung schaltet sie einen Gang.
In einer Variante ist die erste Getriebeeingangswelle direkt mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Es sind drei Radsatzebenen für Vorwärtsgänge sowie ein Rückwärtsgang über eine elektromotorische Drehrichtungsumkehr eines Vorwärtsgangradsatzes vorgesehen. Zwei Radsatzebenen sind der zweiten Getriebeeingangswelle und eine Radsatzebene ist der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet. Auf der ersten Getriebeeingangswelle und auf einer Vorgelegewelle oder der zweiten Getriebeeingangswelle ist jeweils eine als eine Klauenkupplung ausgebildete Gangschaltvorrichtung angeordnet. Die
Getriebeausgangswelle ist achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei die Vorgelegewelle auch als Getriebeausgangswelle dient.
In dieser Ausführungsform dient der Verbrennungsmotor als reiner Rangeextender, wobei mittels eines Startergenerators der Verbrennungsmotor zugkraftunterstützt gestartet werden kann.
In dieser Ausführungsform können mittels der Kopplung der beiden Getriebeeingangswellen der erste und der dritte Gang gekoppelt verbrennungsmotorisch-elektrisch angetrieben werden.
Zur rein verbrennungsmotorischen Nutzung von dem dritten Gang müssen in dieser
Ausführungsform zwei Schaltelemente geschlossen sein. Weiterhin kann der rein
verbrennungsmotorische Betrieb nur in dem zweiten Gang ohne die Ankopplung der
Elektromaschine erfolgen. Für die rein verbrennungsmotorische Nutzung des ersten Gangs und des dritten Gangs ist stets eine feste Ankopplung der Elektromaschine vorgesehen, mit der Folge einer Erhöhung der Massenträgheiten des Systems in diesen Gängen.
Aus der DE 10 2013 204 227 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit zumindest einem elektrischen Antrieb und ein Verfahren zum Durchführen eines Lastwechsels bekannt.
Der Antriebsstrang ist über eine Antriebswelle mit zumindest einer ersten Übersetzungsstufe und einer zweiten Übersetzungsstufe koppelbar.
Zumindest eine Schalteinrichtung ist zum Schalten der Übersetzungsstufen vorgesehen. Die Schalteinrichtung umfasst zum Ausführen von Lastschaltungen zumindest ein
formschlüssiges Schaltelement und zumindest ein reibschlüssiges Schaltelement, wobei jede der Übersetzungsstufen mit dem formschlüssigen Schaltelement schaltbar ist, und wobei zumindest eine der Übersetzungsstufen sowohl mit dem formschlüssigen
Schaltelement als auch mit dem reibschlüssigen Schaltelement schaltbar ist.
In den hierzu beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Drehmomentübertragung beim ersten Gang des Zweiganggetriebes ausschließlich über das formschlüssige Schaltelement realisiert. Beim zweiten Gang wird die Drehmomentübertragung entweder ausschließlich über das formschlüssige Schaltelement oder ausschließlich über das reibschlüssige
Schaltelement realisiert.
Aufgabe der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe bereitzustellen, welches drei Übersetzungsstufen mit einer geringen Anzahl von Schaltelementen gewährleistet.
Lösung der Aufgabe
Die Erfindung wird durch ein Getriebe nach Anspruch 1 und vier Verfahren nach den
Ansprüchen 3 bis 8 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß umfasst jede Übersetzungsstufe ein Festrad, welches mit der
Ausgangswelle verbunden ist, und ein Losrad. Erfindungsgemäß sind das Losrad der ersten Übersetzungsstufe und das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements mit der ersten Eingangswelle verbindbar. Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe und das Losrad der dritten
Übersetzungsstufe sind mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen
Schaltelements mit der zweiten Eingangswelle verbindbar. Zur Realisierung der ersten und der zweiten Übersetzungsstufe ist nur das erste beidseitig wirkende formschlüssige
Schaltelement geschlossen. Zur Realisierung der dritten Übersetzungsstufe ist nur das zweite beidseitig wirkende Schaltelement geschlossen. Zudem besteht die Möglichkeit, die zweite Übersetzungsstufe durch Schließen des zweiten beidseitig wirkenden
formschlüssigen Schaltelements zu realisieren.
In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Weiterbildung ist eine Zwischenwelle mittels eines reibschlüssigen Schaltelements mit der Eingangswelle verbindbar. Zur Realisierung von drei Übersetzungsstufen des lastschaltbaren Getriebes sind somit ein reibschlüssiges
Schaltelement sowie zwei beidseitig wirkende formschlüssige Schaltelemente, die jeweils mit einer Schaltgabel verbunden sind, erforderlich. Demnach ist zur Realisierung der ersten und der zweiten Übersetzungsstufe nur das erste beidseitig wirkende formschlüssige
Schaltelement geschlossen. Demnach besteht die Möglichkeit, die zweite Übersetzungsstufe durch Schließen des reibschlüssigen Schaltelements und des zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements zu realisieren. Demnach ist zur Realisierung der dritten Übersetzungsstufe das reibschlüssige Schaltelement und das zweite beidseitig wirkende Schaltelement geschlossen. Damit wird eine Abkopplung einer optionalen Elektromaschine für einen rein verbrennungsmotorischen Betrieb möglich.
Ausführungsbeispiel 1
In der Figur 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes 1 dargestellt. Das Getriebe 1 umfasst eine erste Eingangswelle 2, die mit einer Elektromaschine 3 verbunden ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehrere Elektromaschinen 3 an die erste Eingangswelle 2 anzubinden.
Zudem umfasst das Getriebe 1 eine zweite Eingangswelle 4, die mit einer
Verbrennungskraftmaschine 5 verbunden ist.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Ausgangswelle 6, die mit einem Abtrieb 7 eines nicht dargestellten Fahrzeugs verbunden ist.
Eine erste Übersetzungsstufe Ü1 umfasst ein Festrad F1 , welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F1 kämmendes Losrad L1 .
Eine zweite Übersetzungsstufe Ü2 umfasst ein Festrad F2, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F2 kämmendes Losrad L2.
Eine dritte Übersetzungsstufe Ü3 umfasst ein Festrad F3, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F3 kämmendes Losrad L3.
Das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 und das Losrad L2 der zweiten
Übersetzungsstufe Ü2 sind mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements A, B, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der ersten Eingangswelle 2 verbindbar.
Das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 und das Losrad L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 sind mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements C, D, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der zweiten Eingangswelle 4 verbindbar.
Die Reihenfolge der Übersetzungen von einem hohen Übersetzungsverhältnis zu einem niedrigen Übersetzungsverhältnis ist Ü1 , Ü2 und Ü3.
Je nach Drehrichtung der Elektromaschine 3 sind die beiden Übersetzungsstufen Ü1 und Ü2 als Vorwärts- oder Rückwärtsgänge realisierbar.
Zur Realisierung eines ersten Ganges ist das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 mittels des ersten in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkenden formschlüssigen Schaltelements A mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den ersten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die erste Übersetzungsstufe Ü1 , die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7. Der erste Gang kann beispielsweise für ein elektrisch effizientes Anfahren oder für ein elektrisch effizientes Fahren bei geringen Geschwindigkeiten eingesetzt werden. Zur Realisierung eines zweiten Ganges ist das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den zweiten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7. Der zweite Gang kann beispielsweise für ein elektrisch effizientes Anfahren oder für ein elektrisch effizientes Fahren bei mittleren Geschwindigkeiten eingesetzt werden.
Eine Rekuperation kann in den beiden Übersetzungsstufen Ü1 und Ü2 erfolgen.
Weiterhin kann der zweite Gang als Vorwärtsgang durch Verbinden des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der zweiten Eingangswelle 4 realisiert werden. Der Drehmomentpfad für diesen zweiten Vorwärtsgang verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Beispielsweise kann die Verbrennungskraftmaschine 5 über einen separaten Starter gestartet werden. Weiterhin ist eine aktive Drehzahlsynchronisierung auf den zweiten Vorwärtsgang möglich.
Zur Realisierung eines dritten Vorwärtsganges wird das Losrad L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der Drehmomentpfad für den dritten Vorwärtsgang verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die dritte
Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Beispielsweise kann die Verbrennungskraftmaschine 5 über einen separaten Starter gestartet werden. Weiterhin ist eine aktive Drehzahlsynchronisierung auf den dritten
Vorwärtsgang möglich.
Für einen Hybridbetrieb können folgende Varianten ausgeführt werden:
Die Elektromaschine 3 realisiert den ersten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 den zweiten Vorwärtsgang. Diese Variante kann
beispielsweise für Anfahr- und Beschleunigungsvorgänge eingesetzt werden. Die Elektromaschine 3 realisiert den ersten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 realisiert den dritten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise zur Volllastbeschleunigung mit einem sog. Boosten der Elektromaschine 3 eingesetzt werden.
Die Elektromaschine 3 und die Verbrennungskraftmaschine 5 realisieren den zweiten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise als Hauptfahrgang für mittlere
Geschwindigkeiten (70-80 km/h) eingesetzt werden.
Die Elektromaschine 3 realisiert den zweiten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 realisiert den dritten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise als Hauptfahrgang für höhere Geschwindigkeiten oder Effizienzgang für mittlere Geschwindigkeiten und mittlere Lasten eingesetzt werden.
Zur Realisierung einer Zug-Schaltung vom ersten Gang zum zweiten Vorwärtsgang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der zweiten Eingangswelle E2 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Zur Realisierung einer Zug-Schaltung vom ersten Gang zum dritten Vorwärtsgang wird das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung. Zur Realisierung einer Zug-Schaltung vom zweiten Gang zum dritten Vorwärtsgang wird das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Neben den zuvor beschriebenen Zug-Hoch-Schaltungen können mittels des
erfindungsgemäßen Getriebes 1 entsprechende Zug-Rück-Schaltungen realisiert werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, zwischen beiden Varianten des zweiten Ganges Zug- Schaltungen durchzuführen.
Zur Realisierung einer Zug-Schaltung vom zweiten Vorwärtsgang zum zweiten Gang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7. Danach wird das zweite in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement C geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Zur Realisierung einer Zug-Schaltung vom zweiten Gang zum zweiten Vorwärtsgang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung. Ausführungsbeispiel 2
In der Figur 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebes 1 dargestellt.
Das Getriebe 1 umfasst eine erste Eingangswelle 2, die mit einer Elektromaschine 3 verbunden ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehrere Elektromaschinen 3 an die Eingangswelle 2 anzubinden.
Zudem umfasst das Getriebe 1 eine zweite Eingangswelle 4, die mit einer
Verbrennungskraftmaschine 5 verbunden ist.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Ausgangswelle 6, die mit einem Abtrieb 7 eines nicht dargestellten Fahrzeugs verbunden ist.
Die zweite Eingangswelle 4 ist mittels eines reibschlüssigen Schaltelements E mit einer Zwischenwelle 8 verbindbar. Das reibschlüssige Schaltelement E ist beispielsweise eine Lamellenkupplung.
In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende der zweiten Eingangswelle 4 mit der
Verbrennungskraftmaschine 5 verbunden und an dem gegenüberliegenden Ende ist das reibschlüssige Schaltelement E angeordnet.
Eine erste Übersetzungsstufe Ü1 umfasst ein Festrad F1 , welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F1 kämmendes Losrad L1 .
Eine zweite Übersetzungsstufe Ü2 umfasst ein Festrad F2, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F2 kämmendes Losrad L2.
Eine dritte Übersetzungsstufe Ü3 umfasst ein Festrad F3, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F3 kämmendes Losrad L3.
Das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 und das Losrad L2 der zweiten
Übersetzungsstufe Ü2 sind mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements A, B, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der ersten Eingangswelle 2 verbindbar.
Das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 und das Losrad L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 sind mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements C, D, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der Zwischenwelle 8 verbindbar.
Die Reihenfolge der Übersetzungen von einem hohen Übersetzungsverhältnis zu einem niedrigen Übersetzungsverhältnis ist Ü1 , Ü2 und Ü3.
Je nach Drehrichtung der Elektromaschine 3 sind die beiden Übersetzungsstufen Ü1 und Ü2 als Vorwärts- oder Rückwärtsgänge realisierbar. Zur Realisierung eines ersten Ganges ist das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 mittels des ersten in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkenden formschlüssigen Schaltelements A mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den ersten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die erste Übersetzungsstufe Ü1 , die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7. Der erste Gang kann beispielsweise für ein elektrisch effizientes Anfahren oder für ein elektrisch effizientes Fahren bei geringen Geschwindigkeiten eingesetzt werden.
Zur Realisierung eines zweiten Ganges ist das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den zweiten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7. Der zweite Gang kann beispielsweise für ein elektrisch effizientes Anfahren oder für ein elektrisch effizientes Fahren bei mittleren Geschwindigkeiten eingesetzt werden.
Eine Rekuperation kann in den beiden Übersetzungsstufen Ü1 und Ü2 erfolgen.
Weiterhin kann der zweite Gang als Vorwärtsgang wie folgt realisiert werden: das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der Zwischenwelle 8 verbunden. Die Zwischenwelle 8 wird mittels des reibschlüssigen
Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der Drehmomentpfad für diesen zweiten Vorwärtsgang verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Zur Realisierung eines dritten Vorwärtsganges wird das Losrad L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden. Die Zwischenwelle 8 wird mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der Drehmomentpfad für den dritten Vorwärtsgang verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die
Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Für einen Hybridbetrieb können folgende Varianten ausgeführt werden: Die Elektromaschine 3 realisiert den ersten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 den zweiten Vorwärtsgang. Diese Variante kann
beispielsweise für Anfahr- und Beschleunigungsvorgänge eingesetzt werden.
Die Elektromaschine 3 realisiert den ersten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 realisiert den dritten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise zur Volllastbeschleunigung mit einem sog. Boosten der Elektromaschine 3 eingesetzt werden.
Die Elektromaschine 3 und die Verbrennungskraftmaschine 5 realisieren den zweiten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise als Hauptfahrgang für mittlere
Geschwindigkeiten (70-80 km/h) eingesetzt werden.
Die Elektromaschine 3 realisiert den zweiten Vorwärtsgang und die
Verbrennungskraftmaschine 5 realisiert den dritten Vorwärtsgang. Diese Variante kann beispielsweise als Hauptfahrgang für höhere Geschwindigkeiten oder Effizienzgang für mittlere Geschwindigkeiten und mittlere Lasten eingesetzt werden.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom ersten Gang zum zweiten Vorwärtsgang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der Zwischenwelle 8 verbunden. Die Zwischenwelle 8 wird mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 4 zum Abtrieb 5.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Diese Zug-Lastschaltung kann beispielsweise zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 5 eingesetzt werden.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom ersten Gang zum dritten Vorwärtsgang wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten
Eingangswelle 4 verbunden. Das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die
Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Diese Zug-Lastschaltung kann beispielsweise zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 5 eingesetzt werden.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom zweiten Gang zum dritten Vorwärtsgang wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten
Eingangswelle 4 verbunden. Das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3 die
Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Diese Zug-Lastschaltung kann beispielsweise zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 5 eingesetzt werden.
Neben den zuvor beschriebenen Zug-Hoch-Lastschaltungen können mittels des
erfindungsgemäßen Getriebes 1 entsprechende Zug-Rück-Lastschaltungen realisiert werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, zwischen beiden Varianten des zweiten Ganges Zug- Lastschaltungen durchzuführen.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom zweiten Vorwärtsgang zum zweiten Gang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der ersten Eingangswelle 2 verbunden. Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die erste Eingangswelle 2, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zu dem Abtrieb 7. Danach wird das reibschlüssige Schaltelement E und das zweite in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement C geöffnet. Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom zweiten Gang zum zweiten Vorwärtsgang wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 5 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe Ü2 die
Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Ausführungsbeispiel 3
In der Figur 3 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebes 1 dargestellt.
Das Getriebe 1 umfasst eine zweite Eingangswelle 4, die mit einer Elektromaschine 3 verbunden ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehrere Elektromaschinen 3 an die zweite Eingangswelle 4 anzubinden.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Ausgangswelle 6, die mit einem Abtrieb 7 eines nicht dargestellten Fahrzeugs verbunden ist.
Die zweite Eingangswelle 4 ist mittels eines reibschlüssigen Schaltelements E mit einer Zwischenwelle 8 verbindbar. Das reibschlüssige Schaltelement E ist beispielsweise eine Lamellenkupplung.
In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende der zweiten Eingangswelle 4 mit der
Elektromaschine 3 verbunden und an dem gegenüberliegenden Ende ist das reibschlüssige Schaltelement E angeordnet.
Eine erste Übersetzungsstufe Ü1 umfasst ein Festrad F1 , welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F1 kämmendes Losrad L1 .
Eine zweite Übersetzungsstufe Ü2 umfasst ein Festrad F2, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F2 kämmendes Losrad L2. Eine dritte Übersetzungsstufe Ü3 umfasst ein Festrad F3, welches mit der Ausgangswelle 6 verbunden ist, und ein mit dem Festrad F3 kämmendes Losrad L3.
Das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 und das Losrad L2 der zweiten
Übersetzungsstufe Ü2 sind mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements A, B, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der zweite Eingangswelle 4 verbindbar.
Das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 und das Losrad L3 der dritten
Übersetzungsstufe Ü3 sind mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements C, D, beispielsweise eine reibsynchronisierte formschlüssige Kupplung, mit der Zwischenwelle 8 verbindbar.
Die Reihenfolge der Übersetzungen von einem hohen Übersetzungsverhältnis zu einem niedrigen Übersetzungsverhältnis ist Ü1 , Ü2 und Ü3.
Je nach Drehrichtung der Elektromaschine 3 sind die Übersetzungsstufen Ü1 , Ü2 und Ü3 als Vorwärts- oder Rückwärtsgänge realisierbar.
Zur Realisierung eines ersten Ganges ist das Losrad L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 mittels des ersten in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkenden formschlüssigen Schaltelements A mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den ersten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die erste Übersetzungsstufe Ü1 , die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Zur Realisierung eines zweiten Ganges ist das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der
Drehmomentpfad für den zweiten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Weiterhin kann der zweite Gang wie folgt realisiert werden: das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der Zwischenwelle 8 verbunden. Die Zwischenwelle 8 wird mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der Drehmomentpfad für diesen zweiten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Zur Realisierung eines dritten Ganges wird das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden. Die Zwischenwelle 8 wird mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden. Der Drehmomentpfad für den dritten Gang verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Eine Rekuperation kann in allen drei Übersetzungsstufen Ü1 , Ü2 und Ü3 erfolgen.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom ersten Gang zum zweiten Gang wird das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelement C mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Danach wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 reibschlüssig verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Das reibschlüssige Schaltelement E wird geöffnet, das zweite in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement C wird geöffnet, und das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wird mit dem ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelement B verbunden.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Weiterhin kann eine Zug-Lastschaltung vom ersten Gang zum zweiten Gang durch
Verbinden der Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten Eingangswelle 4 realisiert werden. Das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements C mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die zweite Übersetzungsstufe Ü2, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung. Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom ersten Gang zum dritten Gang wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten
Eingangswelle 4 verbunden. Das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L1 der ersten Übersetzungsstufe Ü1 wirkende formschlüssige Schaltelement A geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom zweiten Gang zum dritten Gang wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweiten
Eingangswelle 4 verbunden. Das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wird mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7.
Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Weiterhin kann zur Realisierung einer Zug-Lastschaltung vom zweiten Gang zum dritten Gang das Losrad L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 mittels des ersten in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkenden formschlüssigen Schaltelements B mit der zweiten Eingangswelle 4 verbunden werden.
Anschließend wird das Losrad L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 mittels des zweiten in Richtung des Losrades L3 der dritten Übersetzungsstufe Ü3 wirkenden formschlüssigen Schaltelements D mit der Zwischenwelle 8 verbunden.
Danach wird die Zwischenwelle 8 mittels des reibschlüssigen Schaltelements E mit der zweite Eingangswelle 4 verbunden.
Der Pfad zur Drehmomentübergabe verläuft von der Elektromaschine 3 über die zweite Eingangswelle 4, die Zwischenwelle 8, die dritte Übersetzungsstufe Ü3, die Ausgangswelle 6 zum Abtrieb 7. Danach wird das in Richtung des Losrades L2 der zweiten Übersetzungsstufe Ü2 wirkende formschlüssige Schaltelement B geöffnet.
Anschließend erfolgt eine Drehzahlsynchronisierung.
Neben den zuvor beschriebenen Zug-Hoch-Lastschaltungen können mittels des erfindungsgemäßen Getriebes 1 entsprechende Zug-Rück-Lastschaltungen realisiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Getriebe
2 erste Eingangswelle
3 Elektromaschine
4 zweite Eingangswelle
5 Verbrennungskraftmaschine
6 Ausgangswelle
7 Abtrieb
8 Zwischenwelle
A Schaltelement
B Schaltelement
C Schaltelement
D Schaltelement
E Schaltelement
F1 Festrad
F2 Festrad
F3 Festrad
L1 Losrad
L2 Losrad
L3 Losrad
Ubersetzungsstufe
Übersetzungsstufe
Übersetzungsstufe

Claims

Ansprüche
1 . Getriebe (1 ) für ein Fahrzeug,
mit einer ersten Eingangswelle (2), die mit mindestens einer Elektromaschine (3) verbunden ist,
mit einer Ausgangswelle (6), die mit einem Abtrieb (7) des Fahrzeugs verbunden ist, mit drei Übersetzungsstufen (Ü1 , Ü2, Ü3),
wobei jede Übersetzungsstufe (Ü1 , Ü2, Ü3) ein Festrad (F1 , F2, F3), welches mit der Ausgangswelle (6) verbunden ist, und ein Losrad (L1 , L2, L3) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Übersetzungsstufe (Ü1 , Ü2, Ü3) ein Festrad (F1 , F2, F3), welches mit der
Ausgangswelle (6) verbunden ist, und ein Losrad (L1 , L2, L3) umfasst, und das Losrad (L1 ) der ersten Übersetzungsstufe (Ü1 ) und das Losrad (L2) der zweiten
Übersetzungsstufe (Ü2) mittels eines ersten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements (A, B) mit der ersten Eingangswelle (2) verbindbar sind.
2. Getriebe (1 ) für ein Fahrzeug, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass
weiter eine zweiten Eingangswelle (4) vorgesehen ist, die mit einer
Verbrennungskraftmaschine (5) verbunden ist, wobei das Losrad (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) und das Losrad (L3) der dritten Übersetzungsstufe (Ü3) mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements (C, D) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbindbar sind.
3. Getriebe (1 ) für ein Fahrzeug, nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenwelle (8) vorgesehen ist, die mittels eines reibschlüssigen Schaltelements (E) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbindbar ist.
4. Getriebe (1 ) für ein Fahrzeug, nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass
das Losrad (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) und das Losrad (L3) der dritten Übersetzungsstufe (Ü3) mittels eines zweiten beidseitig wirkenden formschlüssigen Schaltelements (C, D) mit der Zwischenwelle (8) verbindbar sind.
5. Verfahren zur Realisierung eines ersten Gangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L1 ) der ersten Übersetzungsstufe (Ü1 ) mittels des ersten in Richtung des Losrades (L1 ) der ersten Übersetzungsstufe (Ü1 ) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (A) mit der ersten Eingangswelle (2) verbunden wird, und der Drehmomentpfad von der Elektromaschine (3) über die erste Eingangswelle (2), die erste Übersetzungsstufe (Ü1 ), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
6. Verfahren zur Realisierung eines zweiten Gangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch
1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) mittels des ersten in Richtung des Losrades (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (B) mit der ersten Eingangswelle (2) verbunden wird, und der Drehmomentpfad von der Elektromaschine (3) über die erste Eingangswelle (2), die zweite Übersetzungsstufe (Ü2), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
7. Verfahren zur Realisierung eines zweiten Vorwärtsgangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L2) der zweiten
Übersetzungsstufe (Ü2) mittels des zweiten in Richtung des Losrades (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (C) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbunden wird, und der Drehmomentpfad von der
Verbrennungskraftmaschine (5) über die zweite Eingangswelle (4), die zweite
Übersetzungsstufe (Ü2), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
8. Verfahren zur Realisierung eines dritten Vorwärtsgangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L3) der dritten
Übersetzungsstufe (Ü3) mittels des zweiten in Richtung des Losrades (L3) der dritten Übersetzungsstufe (Ü3) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (D) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbunden wird, und der Drehmomentpfad von der
Verbrennungskraftmaschine (5) über die zweite Eingangswelle (4), die dritte
Übersetzungsstufe (Ü3), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
9. Verfahren zur Realisierung eines zweiten Vorwärtsgangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L2) der zweiten
Übersetzungsstufe (Ü2) mittels des zweiten in Richtung des Losrades (L2) der zweiten Übersetzungsstufe (Ü2) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (C) mit der
Zwischenwelle (8) verbunden wird, und die Zwischenwelle (8) mittels des reibschlüssigen Schaltelements (E) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbunden wird, der
Drehmomentpfad von der Verbrennungskraftmaschine (5) über die zweite Eingangswelle (4), die Zwischenwelle (8), die zweite Übersetzungsstufe (Ü2), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
10. Verfahren zur Realisierung eines dritten Vorwärtsgangs bei einem Getriebe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (L3) der dritten
Übersetzungsstufe (Ü3) mittels des zweiten in Richtung des Losrades (L3) der dritten Übersetzungsstufe (Ü3) wirkenden formschlüssigen Schaltelements (D) mit der
Zwischenwelle (8) verbunden wird, und die Zwischenwelle (8) mittels des reibschlüssigen Schaltelements (E) mit der zweiten Eingangswelle (4) verbunden wird, und der
Drehmomentpfad von der Verbrennungskraftmaschine (5) über die zweite Eingangswelle (4), die Zwischenwelle (8), die dritte Übersetzungsstufe (Ü3), die Ausgangswelle (6) zu dem Abtrieb (7) verläuft.
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