DE102016220135A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Translated fromGermanDescription
Translated fromGermanDie Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit fünf Planetenradsätzen sowie neun Schaltelementen, deren selektives Eingreifen zumindest zehn schaltbare Gänge bewirken. Die Erfindung betrifft ferner einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a transmission for a motor vehicle with five planetary gear sets and nine switching elements whose selective intervention cause at least ten switchable gears. The invention further relates to a hybrid powertrain for a motor vehicle.
Aus der
Das bekannte Lastschalt-Automatgetriebe aus der
Bei einer ersten Variante des Lastschaltverfahrens, einer sogenannten abtriebsgestützten Schaltung ist die Elektromaschine mit einer festen Übersetzung zum Abtrieb hin verbunden und stützt die Zugkraft alleine elektromotorisch, während der Verbrennungsmotor im Hintergrund eine lastfreie Schaltung wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe ausführt. Beim genannten Stand der Technik sind die Schaltungen 2-3 und 3-4 solcher Art. Bei einer zweiten Variante des Lastschaltverfahrens, bei einer sogenannten Elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie bei EDA über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmotordrehzahl, Elektromaschinendrehzahl und Getriebeabtriebswellendrehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente von der Elektromaschine und dem Verbrennungsmotor so angepasst, dass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, so dass das einzulegende Schaltelement synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Beim genannten Stand der Technik sind die Schaltungen 1-2 und 4-5 solcher Art.In a first variant of the power shift method, a so-called output-driven circuit, the electric machine is connected to the output with a fixed ratio and supports the traction alone electromotive, while the internal combustion engine performs a no-load circuit in the background as an automated transmission. In the cited prior art, the circuits are 2-3 and 3-4 such kind. In a second variant of the power shift method, in a so-called electrodynamic circuit (EDS) finds like EDA via one or more planetary gear sets a speed superposition of engine speed, electric machine speed and transmission output shaft speed instead of. At the beginning of the shift, the torques of the electric machine and the internal combustion engine are adjusted so that the switching element to be designed becomes load-free. After opening this switching element is a speed adjustment while maintaining the tensile force, so that the switching element to be inserted is synchronized. After closing the switching element, the load sharing between the engine and electric machine is arbitrary depending on the hybrid operating strategy. In the cited prior art, the circuits 1-2 and 4-5 are of this type.
Zum rein elektrischen Fahren stehen im Stand der Technik zwei Übersetzungen für die Elektromaschine zur Verfügung (E1-Gang und E2-Gang). Vorteil dabei ist, dass die Getriebeeingangswelle im längeren E-Betrieb nicht zwangsweise mitdreht und somit eine zusätzliche Verbrennungsmotor-Trennkupplung nicht zwingend nötig ist. Im längeren E-Gang (E1-Gang) ist ein Verbrennungsmotor-Zustart nur mit Zugkraftunterbrechung möglich, da die Getriebeeingangswelle im E1-Gang festgebremst wird.For purely electric driving two translations for the electric machine are available in the prior art (E1-gear and E2 gear). The advantage here is that the transmission input shaft in the longer E-mode not necessarily rotates and thus an additional engine clutch disconnect is not absolutely necessary. In the longer E-gear (E1-gear), a combustion engine ascent is only possible with traction interruption because the transmission input shaft is braked in the E1 gear.
Das Basisgetriebe der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun ein Getriebe mit integrierter elektrischen Maschine mit elektrisch stützbaren Lastschaltungen wie beim genannten Stand der Technik aufzuzeigen, wobei jedoch mindestens zehn Gänge und eine höhere Spreizung verwirklicht werden sollen. Darüber hinaus soll das Getriebe eine geringe Bauteilbelastung, geringe Getriebeverluste, einen guten Verzahnungswirkungsgrad, gut baubare Standardübersetzungen sowie eine gute Übersetzungsreihe aufweisen.Object of the present invention is now to show a transmission with integrated electric machine with electrically sustainable load circuits as in the cited prior art, but at least ten courses and a higher spread should be realized. In addition, the transmission should have a low component load, low transmission losses, a good toothing efficiency, easy to build standard translations and a good translation series.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und aus den Figuren.This object is achieved by the features of
Das Getriebe weist fünf Planetenradsätze sowie neun Schaltelemente auf, deren selektives Eingreifen zumindest zehn schaltbare Vorwärtsgänge zwischen einem Antrieb mit einer Antriebswelle, einer elektrischen Maschine und einer Abtriebswelle des Getriebes bewirken.The transmission has five planetary gear sets and nine switching elements, the selective engagement of which causes at least ten switchable forward gears between a drive with a drive shaft, an electric machine and an output shaft of the transmission.
Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.A planetary gear set includes a sun gear, a land and a ring gear. Rotatably mounted on the web are planet gears, which with the To mesh toothing of the sun gear and / or with the teeth of the ring gear. A minus wheel set denotes a planetary gear set with a web on which the planet gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planetary gears meshes with both the teeth of the sun gear, as well as with the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a fixed web. A plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at a fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction.
Der erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Planetenradsatz weisen je ein erstes, zweites und drittes Element auf. Das erste Element wird durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Ist der Planetenradsatz als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so wird das zweite Element durch einen Steg des Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch ein Hohlrad des Planetenradsatzes. Ist der Planetenradsatz als ein Plus-Radsatz ausgebildet, so wird das zweite Element durch das Hohlrad des Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des Planetenradsatzes.The first, second, third, fourth and fifth planetary gear each have a first, second and third element. The first element is formed by a sun gear of the respective planetary gear set. If the planetary gear set is designed as a minus wheel set, then the second element is formed by a web of the planetary gear set, and the third element by a ring gear of the planetary gear set. If the planetary gear set is designed as a plus-wheel set, then the second element is formed by the ring gear of the planetary gear set, and the third element by the web of the planetary gear set.
Das erste Element des ersten Planetenradsatzes ist ständig drehfest mit der elektrischen Maschine verbunden. Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes sind ständig drehfest mit dem Gehäuse oder einem gehäusefesten Bauteil verbunden. Das zweite Element des fünften Planetenradsatzes ist ständig drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Der Antrieb ist mit der Getriebeeingangswelle verbindbar, wobei das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes und das erste Element des vierten Planetenradsatzes sind ständig drehfest miteinander verbunden. Das dritte Element des vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des fünften Planetenradsatzes sind ständig drehfest miteinander verbunden.The first element of the first planetary gear set is constantly rotatably connected to the electric machine. The third element of the first planetary gear set and the first element of the third planetary gear set are permanently rotatably connected to the housing or a housing-fixed component. The second element of the fifth planetary gear set is permanently connected rotationally fixed to the output shaft. The drive is connectable to the transmission input shaft, wherein the first element of the second planetary gear set is constantly rotatably connected to the transmission input shaft. The third element of the second planetary gear set and the second element of the third planetary gear set and the first element of the fourth planetary gear set are constantly rotatably connected to each other. The third element of the fourth planetary gear set and the third element of the fifth planetary gear set are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
Das zweite Schaltelement verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes miteinander und das dritte Schaltelement verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und die Getriebeeingangswelle miteinander. Das zweite und das dritte Schaltelement können als Doppelschaltelement ausgeführt sein, da entweder das zweite oder das dritte Schaltelement geschlossen wird. Das Doppelschaltelement kann sich auch in einer Neutralstellung befinden.The second switching element connects the second element of the first planetary gear set and the third element of the third planetary gear set with each other and the third switching element connects the second element of the first planetary gear set and the transmission input shaft with each other. The second and the third switching element may be designed as a double switching element, since either the second or the third switching element is closed. The double switching element can also be in a neutral position.
Das dritte Element des dritten Planetenradsatzes kann über ein geschlossenes achtes Schaltelement gehäusefest arretiert werden. Das zweite Element des vierten Planetenradsatzes kann über ein neuntes Schaltelement gehäusefest arretiert werden. Das erste Schaltelement verbindet die Antriebswelle mit der Getriebeeingangswelle. Das vierte Schaltelement verbindet das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Das fünfte Schaltelement verbindet die Getriebeeingangswelle mit einer Hauptwelle. Das siebte Schaltelement verbindet die Hauptwelle mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes. Das sechste Schaltelement verbindet das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes. Das achte Schaltelement verbindet das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse oder einem gehäusefesten Bauteil. Das vierte Schaltelement und das achte Schaltelement können auch als Doppelschaltelement ausgeführt werden. Das neunte Schaltelement verbindet das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse oder einem gehäusefesten Bauteil.The third element of the third planetary gear set can be locked fixed to the housing via a closed eighth switching element. The second element of the fourth planetary gear set can be locked fixed to the housing via a ninth switching element. The first switching element connects the drive shaft with the transmission input shaft. The fourth switching element connects the second element of the second planetary gear set with the third element of the third planetary gear set. The fifth switching element connects the transmission input shaft with a main shaft. The seventh switching element connects the main shaft with the second element of the second planetary gear set. The sixth switching element connects the second element of the fourth planetary gear set with the second element of the second planetary gear set. The eighth switching element connects the third element of the third planetary gear set with the housing or a housing-fixed component. The fourth switching element and the eighth switching element can also be designed as a double switching element. The ninth switching element connects the second element of the fourth planetary gear set with the housing or a housing-fixed component.
Durch selektives Betätigen der Schaltelemente sind zumindest zehn Vorwärtsgänge zwischen dem Antrieb und der Abtriebswelle automatisiert schaltbar. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des sechsten Schaltelements, des siebten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des siebten Schaltelements, des achten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des siebten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des siebten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der sechste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des achten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der siebte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der achte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des achten Schaltelements gebildet. Der neunte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der zehnte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten oder des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des siebten Schaltelements gebildet.By selective actuation of the switching elements at least ten forward gears between the drive and the output shaft are automatically switched. The first forward speed is achieved by closing the first Switching element, the second or third switching element, the sixth switching element, the seventh switching element and the ninth switching element formed. The second forward speed is established by closing the first switching element, the second or third switching element, the seventh switching element, the eighth switching element and the ninth switching element. The third forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fourth switching element, the seventh switching element and the ninth switching element. The fourth forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fifth switching element, the seventh switching element and the ninth switching element. The fifth forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fourth switching element, the fifth switching element and the ninth switching element. The sixth forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fifth switching element, the eighth switching element and the ninth switching element. The seventh forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the ninth switching element. The eighth forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the eighth switching element. The ninth forward speed is formed by closing the first switching element, the second or third switching element, the fourth switching element, the fifth switching element and the sixth switching element. The tenth forward speed is established by closing the first switching element, the second or third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the seventh switching element.
Zum rein elektrischen Anfahren und Fahren wird der erste Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelements, des sechsten Schaltelements, des siebten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des siebten Schaltelements, des achten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des siebten und des neunten Schaltelements gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des siebten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der sechste Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des achten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der siebte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des neunten Schaltelements gebildet. Der achte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des achten Schaltelements gebildet. Der neunte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der zehnte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements, des sechsten Schaltelements und des siebten Schaltelements gebildet.For purely electric starting and driving, the first forward speed is formed by closing the third switching element, the sixth switching element, the seventh switching element and the ninth switching element. The second forward speed is formed by closing the third switching element, the seventh switching element, the eighth switching element and the ninth switching element. The third forward speed is formed by closing the third switching element, the fourth switching element, the seventh and the ninth switching element. The fourth forward speed is formed by closing the third switching element, the fifth switching element, the seventh switching element and the ninth switching element. The fifth forward speed is formed by closing the third switching element, the fourth switching element, the fifth switching element and the ninth switching element. The sixth forward speed is formed by closing the third switching element, the fifth switching element, the eighth switching element and the ninth switching element. The seventh forward speed is formed by closing the third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the ninth switching element. The eighth forward speed is formed by closing the third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the eighth switching element. The ninth forward speed is formed by closing the third switching element, the fourth switching element, the fifth switching element and the sixth switching element. The tenth forward speed is formed by closing the third switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the seventh switching element.
Eine elektrische Maschine besteht zumindest aus einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln.An electric machine consists at least of a non-rotatable stator and a rotatably mounted rotor and is configured in a motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, and in a regenerative operation mechanical energy into electrical energy in the form of To transform electricity and voltage.
Vorzugsweise sind alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente ausgebildet. Formschlüssige Schaltelemente stellen im geschlossenen Zustand die Verbindung durch Formschluss her, und zeichnen sich im geöffneten Zustand durch geringere Schleppverluste als kraftschlüssige Schaltelemente aus. Die Synchronisation der Schaltelemente für den Schaltvorgang erfolgt über die elektrische Maschine. Das zweite und das dritte Schaltelement können als Doppelschaltelement ausgeführt sein. Außerdem kann das Getriebe eine Wendeeinheit aufweisen. Diese kann erforderlich sein, wenn beispielsweise ein zusätzlicher mechanischer Rückwärtsgang benötigt wird. Die Wendeeinheit kann dem Getriebe entweder vor- oder nachgeschaltet sein.Preferably, all switching elements are designed as form-locking switching elements, in particular as claw switching elements. Positive-locking switching elements make the connection in the closed state by positive locking, and are characterized in the open state by lower drag losses than non-positive switching elements. The synchronization of the switching elements for the switching operation via the electric machine. The second and the third switching element can be designed as a double switching element. In addition, the transmission may have a turning unit. This may be necessary if, for example, an additional mechanical reverse gear is needed. The turning unit may be either upstream or downstream of the transmission.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Getriebe an einem axialen Ende eine Antriebswelle auf, welche über ein erstes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle verbindbar ist. Durch das erste Schaltelement kann eine mit der Antriebswelle verbundene Antriebseinheit, vorzugsweise ein Verbrennungsmotor, von der Getriebeeingangswelle des Getriebes entkoppelt werden, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug rein von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben wird. Antriebswelle und Abtriebswelle sind koaxial zueinander und an gegenüberliegenden Enden des Getriebes angeordnet. An einem axialen Ende des Getriebes ist die Antriebswelle angeordnet und am gegenüberliegenden axialen Ende des Getriebes die, koaxial zur Antriebswelle die Abtriebswelle angeordnet, wobei ausgehend von dem der Antriebswelle zugeordneten Ende des Getriebes die Planetenradsätze in folgender Reihenfolge angeordnet sind: erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, vierter Planetenradsatz und fünfter Planetenradsatz.According to one embodiment, the transmission has at one axial end to a drive shaft, which is connectable via a first switching element with the transmission input shaft. By the first switching element connected to the drive shaft drive unit, preferably an internal combustion engine, are decoupled from the transmission input shaft of the transmission, for example, when the motor vehicle is driven purely by the electric machine of the transmission. Drive shaft and output shaft are coaxial with each other and arranged at opposite ends of the transmission. At one axial end of the transmission, the drive shaft is arranged and arranged at the opposite axial end of the transmission, coaxial with the drive shaft, the output shaft, starting from the drive shaft associated end of the transmission, the planetary gear sets are arranged in the following order: first planetary gear set, second planetary gear set, third planetary gear set, fourth planetary gear set and fifth planetary gear set.
Generell lässt sich jeder Minus-Planetenradsatz in einen Plus-Planetenradsatz überführen, wenn die Steg- und Hohlradanbindung am Radsatz vertauscht und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht wird. Minusplanetenradsätze können also durch Plus-Planetenradsätze ausgetauscht werden, wenn es die Bindbarkeit zulässt.In general, each minus planetary gear set can be converted into a positive planetary gear set, if the web and Hohlradanbindung swapped on wheelsets and the amount of stand ratio is increased by 1. Minus planetary gear sets can therefore be replaced by plus planetary gear sets, if it allows the bindability.
Das Getriebe kann Bestandteil eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Hybridantriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche mit der Antriebswelle des Getriebes verbunden ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem Abtrieb verbunden, welcher mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Hybridantriebsstrang ermöglicht mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben.The transmission may be part of a hybrid powertrain of a motor vehicle. The hybrid powertrain has in addition to the transmission on an internal combustion engine, which is connected to the drive shaft of the transmission. The output shaft of the transmission is with an output connected, which is connected to wheels of the motor vehicle. The hybrid powertrain allows multiple drive modes of the motor vehicle. In an electric driving operation, the motor vehicle is driven by the electric machine of the transmission. In an internal combustion engine operation, the motor vehicle is driven by the internal combustion engine. In a hybrid operation, the motor vehicle is driven by both the internal combustion engine and the electric machine of the transmission.
Die feste Vorübersetzung für die elektrische Maschine in Form des ersten Planetenradsatzes hat den Vorteil, dass die elektrische Maschine kostengünstiger mit weniger Drehmoment, dafür aber höherer Drehzahl ausgelegt werden kann. Durch die Schaltelemente S2 und S3 kann die elektrische Maschine mit mindestens einer Welle des Planetengetriebes verbunden werden.The fixed pre-translation for the electric machine in the form of the first planetary gear set has the advantage that the electric machine can be designed more cost-effectively with less torque, but higher speed. By the switching elements S2 and S3, the electric machine can be connected to at least one shaft of the planetary gear.
Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden.A permanent connection is called a connection between two elements that always exists. Such constantly connected elements always rotate with the same dependence between their speeds. In a permanent connection between two elements, no switching element can be located. A permanent connection must therefore be distinguished from a switchable connection.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Darin wird auch nochmals speziell auf die verschiedenen, mit diesem Getriebe möglichen Anfahr- bzw. Fahrvarianten rein elektrisches Fahren, elektrodynamisches Anfahren, elektrodynamisches Schalten und Fahren im Hybridbetrieb eingegangen.
1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.2 zeigt ein Schaltschema des Getriebes des ersten Ausführungsbeispiels.3 zeigt ein Schaltschema des Getriebes des ersten Ausführungsbeispiels.4 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
1 schematically shows a transmission according to a first embodiment of the invention.2 shows a circuit diagram of the transmission of the first embodiment.3 shows a circuit diagram of the transmission of the first embodiment.4 schematically shows a transmission according to a second embodiment of the invention.
Die
Das Getriebe
Das dritte Element
Das erste Element
Das erste Element
Das erste Element
Das zweite Element
Das erste Element
Das Getriebe
Mit dem in
Die dargestellten Ausführungsvarianten zeigen nur die obere Hälfte des zur Achse der Getriebeeingangswelle
Die
Im ersten Gang
Die
Wie in
Die feste Vorübersetzung in Form der Planetenstufe, dem erste Planetenradsatz
Zum rein elektrischen Anfahren und Fahren wird der Antrieb, ein nicht dargestellter Verbrennungsmotor über das geöffnete erste Schaltelement
Zum elektrodynamischen Anfahren (EDA) wird das erste Schaltelement
Alle Schaltungen vom ersten bis zum zehnten Gang
Beim Fahren im Hybridbetrieb ist es vorteilhaft die elektrische Maschine
Bezugszeichen
- 1
- erster Getriebebereich
- 2
- zweiter Getriebebereich
- G
- Getriebe
- EW
- Getriebeeingangswelle
- AW
- Abtriebswelle
- ANW
- Antriebswelle
- S1
- erstes Schaltelement
- S2
- zweites Schaltelement
- S3
- drittes Schaltelement
- S4
- viertes Schaltelement
- S5
- fünftes Schaltelement
- S6
- sechstes Schaltelement
- S7
- siebtes Schaltelement
- S8
- achtes Schaltelement
- S9
- neuntes Schaltelement
- EM
- elektrische Maschine
- PS1
- erster Planetenradsatz
- PS2
- zweiter Planetenradsatz
- PS3
- dritter Planetenradsatz
- PS4
- vierter Planetenradsatz
- PS5
- fünfter Planetenradsatz
- E11
- erstes Element des ersten Planetenradsatzes
- E12
- zweites Element des ersten Planetenradsatzes
- E13
- drittes Element des ersten Planetenradsatzes
- E21
- erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E22
- zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
- E23
- drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E31
- erstes Element des dritten Planetenradsatzes
- E32
- zweites Element des dritten Planetenradsatzes
- E33
- drittes Element des dritten Planetenradsatzes
- E41
- erstes Element des vierten Planetenradsatzes
- E42
- zweites Element des vierten Planetenradsatzes
- E43
- drittes Element des vierten Planetenradsatzes
- E51
- erstes Element des fünften Planetenradsatzes
- E52
- zweites Element des fünften Planetenradsatzes
- E53
- drittes Element des fünften Planetenradsatzes
- HW
- Hauptwelle
- G1
- erster Gang
- G2
- zweiter Gang
- G3
- dritter Gang
- G4
- vierter Gang
- G5
- fünfter Gang
- G6
- sechster Gang
- G7
- siebter Gang
- G8
- achter Gang
- G9
- neunter Gang
- G10
- zehnter Gang
- WE
- Wendeeinheit
- 1
- first gear range
- 2
- second transmission range
- G
- transmission
- EW
- Transmission input shaft
- AW
- output shaft
- ANW
- drive shaft
- S1
- first switching element
- S2
- second switching element
- S3
- third switching element
- S4
- fourth switching element
- S5
- fifth switching element
- S6
- sixth switching element
- S7
- seventh switching element
- S8
- eighth switching element
- S9
- ninth switching element
- EM
- electric machine
- PS1
- first planetary gear set
- PS2
- second planetary gear set
- PS3
- third planetary gear set
- PS4
- fourth planetary gear set
- PS5
- fifth planetary gear set
- E11
- first element of the first planetary gear set
- E12
- second element of the first planetary gear set
- E13
- third element of the first planetary gear set
- E21
- first element of the second planetary gear set
- E22
- second element of the second planetary gear set
- E23
- third element of the second planetary gear set
- E31
- first element of the third planetary gear set
- E32
- second element of the third planetary gear set
- E33
- third element of the third planetary gear set
- E41
- first element of the fourth planetary gear set
- E42
- second element of the fourth planetary gear set
- E43
- third element of the fourth planetary gear set
- E51
- first element of the fifth planetary gear set
- E52
- second element of the fifth planetary gear set
- E53
- third element of the fifth planetary gear set
- HW
- main shaft
- G1
- first course
- G2
- second gear
- G3
- third gear
- G4
- fourth gear
- G5
- fifth gear
- G6
- sixth gear
- G7
- seventh gear
- G8
- eighth gear
- G9
- Ninth gear
- G10
- tenth gear
- WE
- turning unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012212257 A1 [0002, 0003, 0006]DE 102012212257 A1 [0002, 0003, 0006]
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19720716A1 (en)* | 1996-05-16 | 1998-01-22 | Toyota Motor Co Ltd | Transmission system for vehicle equipped with automatic gearbox |
| DE102012212257A1 (en) | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Zf Friedrichshafen Ag | planetary gear |
| DE102013204918A1 (en)* | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Zf Friedrichshafen Ag | vehicle transmissions |
- 2016
- 2016-10-14DEDE102016220135.2Apatent/DE102016220135A1/ennot_activeWithdrawn
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