[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2013034538A1 - Planetengetriebe und antriebsstrang damit - Google Patents

Planetengetriebe und antriebsstrang damit Download PDF

Info

Publication number
WO2013034538A1
WO2013034538A1 PCT/EP2012/067190 EP2012067190W WO2013034538A1 WO 2013034538 A1 WO2013034538 A1 WO 2013034538A1 EP 2012067190 W EP2012067190 W EP 2012067190W WO 2013034538 A1 WO2013034538 A1 WO 2013034538A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
ring gear
planetary gear
clutch
planetary
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/067190
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Melde-Tuczai
Stefan LICHTENEGGER
Dieter Grillenberger
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Publication of WO2013034538A1 publication Critical patent/WO2013034538A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/202—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the type of Ravigneaux set
    • F16H2200/2023—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the type of Ravigneaux set using a Ravigneaux set with 4 connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2043—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with five engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a planetary gear with a rotatably mounted about a central axis sun gear, with at least one sun gear in meshing with the first planetary gear, which is arranged coaxially with the sun gear first ring gear meshing with at least one second planetary gear, which with a coaxial arranged to the sun gear second ring gear is in meshing engagement, wherein the first and the second planetary gear are rotatably mounted on a rotatably mounted about the central axis common planet carrier, wherein the first planet gear is in meshing with the second planet gear. Furthermore, the invention relates to a planetary gear having drive train for a vehicle.
  • Planetary gears are differentiated into plus and minus.
  • Minus transmissions have at least one planet gear, which is arranged between sun gear and ring gear, wherein the direction of rotation of the ring gear is different from the direction of rotation of the sun gear.
  • positive transmissions for example, achieve the same direction of rotation in the ring gear through a second planetary gear between the sun gear and the ring gear as with the sun gear.
  • the KR 2002-0 007 944 AI discloses a planetary gear with a driven sun gear, a first Platenrad and a second planetary gear, wherein the two planet gears are arranged on a common planet carrier.
  • the first planet gear acts on a first ring gear and the second planet gear on a housing-fixed second ring gear.
  • the ring gear is connected to a driven shaft.
  • EP 1 426 223 A2 describes a power-branching hybrid drive train with a planetary gear with two sun gears, a planet carrier and two ring gears, wherein between the one ring gear and a sun gear two groups of meshing planet gears are arranged.
  • a ring gear can be braked by a braking device.
  • the internal combustion engine acts on the other ring gear, one of two electric machines acts on a sun gear.
  • the object of the invention is to allow different translations in the simplest possible and space-saving manner.
  • friction losses can be reduced, which has an advantageous effect on the efficiency.
  • the blocking can be done by rigid coupling of any two elements of the planetary gear.
  • the second ring gear has a larger inner diameter than the first ring gear. It can be provided in particular that the axis of rotation of the second planetary gear is further spaced from the axis of rotation of the sun gear than the axis of rotation of the first planetary gear, wherein preferably the axis of rotation of the second planetary gear between the axis of rotation of the first planetary gear and the second ring gear is arranged.
  • the sun gear can be connected to a driving or driving off first shaft and the planet carrier with a driving off or driving second shaft.
  • the planet carrier can be made hollow and within the planet carrier the sun gear or connectable to the sun gear first shaft can be arranged.
  • the planetary gear according to the invention is particularly suitable for use in a drive train for a vehicle, in particular for a hybrid vehicle with an internal combustion engine and at least one electric machine. It can be provided that at least one ring gear rotatably mounted about the central axis, preferably the second ring gear, is drivingly connected to the electric machine, preferably this ring gear is fixedly connected to the rotor of the electric machine or formed integrally with the rotor of the electric machine ,
  • At least one ring gear rotatably mounted about the central axis preferably the first ring gear, may be connected to a preferably wet-running brake.
  • the first ring gear can be held.
  • the sun gear may be drivably connectable to a first shaft connected to an internal combustion engine via a preferably dry first clutch.
  • the planet carrier is rotatably connected via a preferably wet-running second clutch with the second ring gear.
  • the second clutch thus makes it possible, if necessary, to connect or disconnect the planetary gear carrier, which is preferably connected via a gear intermediate stage with an abortive second shaft, to the second ring gear.
  • an additional gearbox preferably for two gear ratios, in the drive train - preferably between the engine and the planetary gear - is arranged.
  • the present drive concept represents a combination of power-split and parallel system. Due to the fact that the drive takes place on the one hand via a ring gear, on the other hand via the sun gear, a parallel drive mode can be realized with both drive machines.
  • the internal combustion engine can act on the sun gear, the electric machine on a ring gear. Conversely, it is also possible to let the internal combustion engine act on a ring gear and the electric machine on a sun gear.
  • FIGS. show schematically:
  • FIG. 1 shows a drive train with a planetary gear according to the invention in a first embodiment
  • 5 shows the drive train with purely electric drive in second gear.
  • FIG. 10 shows a drive train with a planetary gear according to the invention in a second embodiment
  • 11 shows the drive train with purely electric drive in first gear
  • 12 shows the drive train with purely electric drive in second gear.
  • Fig. 16 shows the drive train in internal combustion engine drive in the third
  • Fig. 1 shows schematically a drive train 1 for a hybrid vehicle in a first embodiment with a driven by a not shown internal combustion engine first shaft 2 and a driven second shaft 3, wherein between the first and second shaft 2, 3, a planetary gear 4 is arranged.
  • the planetary gear 4 has a connected to the first shaft 2 via an example dry first clutch 5 sun gear 6, first planetary gears 7 and second planetary gears 8, which are rotatably mounted on a planet carrier 9, and a first ring gear 10 and a second ring gear 11.
  • Sun gear 6, planet carrier 9 and the two ring gears 10, 11 are rotatably mounted about a central axis 12.
  • the first ring gear 10 in this case has a smaller inner diameter di, as the second ring gear 11, whose diameter is designated d 2 .
  • the first planetary gears 7, 8 are in meshing engagement with the sun gear 6 and with the inner first ring gear 10, respectively.
  • the second planetary gears 7, 8 in turn are in meshing engagement with the first planet gears 7 and the outer second ring gear 11, respectively.
  • the first ring gear 10 can be held by a brake 13. Via a second clutch 14, a rotational connection of the second ring gear 11 with the planet carrier 9 can be produced.
  • the planetary gear 4 is thus blocked.
  • the brake 13 and the second clutch 14 are preferably made wet. In place of the brake 13 may also be provided an overrunning clutch.
  • the second ring gear 11 can further be driven by an electric machine 15.
  • the rotor 16 of the electric machine 15 is fixedly connected to the second ring gear 11 or carried out integrally therewith.
  • the planet carrier 9 is fixedly connected to the hollow shaft 17 which surrounds the first shaft 2 designed as a torsion shaft and which is drive-connected via a downstream intermediate transmission stage 18 and a final gear stage 19 or a transfer case with drive wheels.
  • the torque fluxes are each indicated by arrows M IC , M EM , wherein the torque flux of the internal combustion engine is denoted by M IC and the torque flux of the electric machine is designated by M E M.
  • the torque M IC can be brought from the internal combustion engine via the first shaft 2 to the closed first clutch 5 and passed through the sun gear 6 in the planet carrier 9.
  • the smaller first ring gear 10 is held by the brake 13 and the first planetary gears 7 move the planet carrier 9, whereby the torque M IC is passed through the downstream intermediate gear 18 and optionally a differential gear having gearbox final stage 19 in the drive wheels of the vehicle not shown , Via the second ring gear 11, the torque M E M of the electric machine 15 can be introduced into the planet carrier 9.
  • the wet second clutch 14 is open (see Fig. 2).
  • the torque M IC can be brought from the internal combustion engine via the first shaft 2 to the closed first clutch 5 and passed through the sun gear 6 in the planet carrier 9.
  • the brake 13 is open.
  • the small first ring gear 10 is thus no longer held by the open brake 13 and the planet gears 7, 8 move the second ring gear 11.
  • the closed second clutch 14 a direct rotational connection between the planet carrier 9 and the second ring gear 11 is made, whereby the torque M IC via the planet carrier 9, the downstream intermediate transmission stage 18 and the transmission gearbox having a differential gear 19 is guided in the non-illustrated drive wheels of the vehicle.
  • the torque M E M of the electric machine 15 can be introduced into the planet carrier 9.
  • the wet second clutch 14 is closed and the brake 13 is opened (FIG. 3).
  • the transmitted torque is lower in second gear than in first gear.
  • each gear additional torque M EM can be introduced by the electric machine 15 to the drive or torque M EM are passed to the electric machine 15 for braking or power generation.
  • the second ring gear 11 is additionally driven by the electric machine 15 (Fig. 2, 3) or delayed by these (Fig. 6, 7) by the electric machine 15 is operated as a generator.
  • the smaller first ring gear 10 is held by the brake 13, the first planetary gear 7 thus moves the planet carrier 9.
  • On the gear intermediate 18 passes on the one hand a portion of the torque M EM in the Getriebefinal note 19 with the differential gear in the drive wheels of the vehicle and on the other hand the other Part via the second ring gear 11 in the electric machine 15, which now acts as a generator.
  • the wet second clutch 14 is open (FIG. 6).
  • the shift elements 13 (brake), 14 (second clutch), and 5 (clutch) are operated in the electric driving EM and IC driving modes VKM in the first embodiment as follows, with "X" for activated and "0" for deactivated:
  • FIG. 10 shows schematically a drive train 1 for a hybrid vehicle in a second embodiment variant with a driven by an internal combustion engine ICE first shaft 2 and a driven second shaft 3, wherein between the first and second shaft 2, 3, a planetary gear 4 is arranged.
  • the planetary gear 4 has a connected to the first shaft 2 via an example dry first clutch 5 sun gear 6, first planetary gears 7 and second planetary gears 8, which are rotatably mounted on a planet carrier 9, and a first ring gear 10 and a second ring gear 11.
  • special NEN 6, planet carrier 9 and the two ring gears 10, 11 are rotatably mounted about a central axis 12.
  • the first ring gear 10, as in the first embodiment has a smaller inner diameter di, as the second ring gear 11, whose diameter is designated d 2 .
  • the first planetary gears 7, 8 are in meshing engagement with the sun gear 6 and with the inner first ring gear 10, respectively.
  • the second planetary gears 7, 8 in turn are in meshing engagement with the first planet gears 7 and the outer second ring gear 11, respectively.
  • the first ring gear 10 can also be held here via a brake 13. Via a second clutch 14, a rotational connection of the second ring gear 11 with the planet carrier 9 can be produced. The planetary gear 4 is thus blocked.
  • the brake 13 and the second clutch 14 are preferably made wet. In place of the brake 13 may also be provided an overrunning clutch.
  • the second ring gear 11 may further via an electrical machine 15 being trie ⁇ ben.
  • an electrical machine 15 being trie ⁇ ben.
  • the rotor 16 of the electric machine 15 is fixedly connected to the second ring gear 11 or carried out integrally therewith.
  • the planet carrier 9 is fixedly connected to the formed as a torsion shaft first shaft 2 surrounding hollow shaft 17, which is drive connected via a downstream intermediate transmission stage 18 and a Getriebefinaltre 19 or a Verteilerge ⁇ drive with drive wheels.
  • the torque fluxes are each indicated by arrows M IC , M E M, wherein the torque flux of the internal combustion engine ICE is denoted by M IC and the torque flux of the electric machine 15 is designated by M E M.
  • FIGS. 11 and 12 show purely electric driving.
  • the electromotive drive can be done in the four quadrants of the map of the electric machine 15, thus an electric driving forward, as well as backward, and a motor and generator operation in both directions, possible.
  • either the clutch 21 is in a ner neutral position, or the clutch 5 is opened.
  • the clutch 5 is closed and the clutch 21 occupies one of the two positions Sl or S2.
  • VKM Combustion engine driving
  • the brake 13 By closing the brake 13 and actuating the positive clutch 21 (synchronization) to the position S2 or S1, the first gear (FIG. 13) and second gear (FIG. 14) of the combustion engine driving VKM are engaged.
  • the brake 13 supports the planet carrier 9 against the housing G.
  • the clutch 5 is closed in each gear at the VKM. During the switching operation, however, the clutch 5 must be opened.
  • the switching elements brake 13, second clutch 14, clutch 5 and clutch 21 are operated in the modes of electric driving EM and combustion engine driving VKM in the second embodiment as follows, with "X" for activated and "0" for disabled stands: Operating mode gear shift elements
  • the present drive concept represents a combination of power-split and parallel system. Due to the fact that the drive takes place on the one hand via a ring gear 11, on the other hand via the sun gear 6, a parallel drive mode can be realized with both drive machines.
  • the internal combustion engine ICE can act on the sun gear 6, the electric machine 15 on a ring gear 11. Conversely, it is also possible to let the internal combustion engine ICE act on a ring gear and the electric machine 15 on a sun gear 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (4) mit einem um eine zentrale Achse (12) drehbar gelagerten Sonnenrad (6), mit zumindest einem mit dem Sonnenrad (6) im Zahneingriff stehenden ersten Planetenrad (7), welches mit einem koaxial zum Sonnenrad (6) angeordneten ersten Hohlrad (10) im Zahneingriff steht und mit zumindest einem zweiten Planetenrad (8), welches mit einem koaxial zum Sonnenrad (6) angeordneten zweiten Hohlrad (11) im Zahneingriff steht, wobei das erste und das zweite Planetenrad (6, 7) drehbar auf einem um die zentralen Achse (12) drehbar gelagerten gemeinsamen Planetenträger (9) angeordnet sind, wobei das erste Planetenrad (7) mit dem zweiten Planetenrad (8) im Zahneingriff steht. Das Planetengetriebe (4) ist über eine vorzugsweise nass laufende zweite Schaltkupplung (14) verblockbar.

Description

PLANETENGETRIEBE UND ANTRIEBSSTRANG DAMIT
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem um eine zentrale Achse drehbar gelagerten Sonnenrad, mit zumindest einem mit dem Sonnenrad im Zahneingriff stehenden ersten Planetenrad, welches mit einem koaxial zum Sonnenrad angeordneten ersten Hohlrad im Zahneingriff steht und mit zumindest einem zweiten Planetenrad, welches mit einem koaxial zum Sonnenrad angeordneten zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei das erste und das zweite Planetenrad drehbar auf einem um die zentralen Achse drehbar gelagerten gemeinsamen Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Planetenrad mit dem zweiten Planetenrad im Zahneingriff steht. Weiters betrifft die Erfindung einen dieses Planetengetriebe aufweisenden Antriebsstrang für ein Fahrzeug.
Planetengetriebe werden unterschieden in Plusgetriebe und Minusgetriebe. Minusgetriebe weisen zumindest ein Planetenrad auf, welches zwischen Sonnerad und Hohlrad angeordnet ist, wobei die Drehrichtung des Hohlrades von der Drehrichtung des Sonnenrades verschieden ist. Plusgetriebe erzielen dagegen beispielsweise beim Hohlrad durch ein zweites Planetenrad zwischen Sonnenrad und Hohlrad die gleiche Drehrichtung wie beim Sonnenrad .
Die KR 2002-0 007 944 AI offenbart ein Planetengetriebe mit einem angetriebenen Sonnenrad, einem ersten Platenrad und einem zweiten Planetenrad, wobei die beiden Planetenräder auf einem gemeinsamen Planetenträger angeordnet sind. Das erste Planetenrad wirkt dabei auf ein erstes Hohlrad und das zweite Planetenrad auf ein gehäusefestes zweites Hohlrad ein. Das Hohlrad ist mit einer abtreibenden Welle verbunden.
Die EP 1 426 223 A2 beschreibt einen leistungsverzweigenden Hybrid-Antriebs- strang mit einem Planetengetriebe mit zwei Sonnenrädern, einem Planetenträger und zwei Hohlrädern, wobei zwischen dem einen Hohlrad und einem Sonnenrad zwei Gruppen von miteinander kämmenden Planetenrädern angeordnet sind. Ein Hohlrad kann über eine Bremseinrichtung abgebremst werden. Die Brennkraftmaschine wirkt dabei auf das andere Hohlrad, eine von zwei elektrischen Maschinen wirkt auf ein Sonnenrad .
Aufgabe der Erfindung ist es auf möglichst einfache und platzsparende Weise unterschiedliche Übersetzungen zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Planetengetriebe über eine vorzugsweise nass laufende zweite Schaltkupplung verblockbar ist. Im verblockten Modus des Planetengetriebes können Reibungsverluste reduziert werden, was sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad auswirkt. Die Verblockung kann durch starre Kupplung zweier beliebiger Elemente des Planetengetriebes erfolgen.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das zweite Hohlrad einen größeren Innendurchmesser aufweist als das erste Hohlrad. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Drehachse des zweiten Planetenrades weiter von der Drehachse des Sonnenrades beabstandet ist als die Drehachse des ersten Planetenrades, wobei vorzugsweise die Drehachse des zweiten Planetenrades zwischen der Drehachse des ersten Planetenrades und dem zweiten Hohlrad angeordnet ist.
Das Sonnenrad kann mit einer an- beziehungsweise abtreibenden ersten Welle und der Planetenträger mit einer ab- beziehungsweise antreibenden zweiten Welle verbunden werden. Dabei kann beispielsweise der Planetenträger hohl ausgeführt sein und innerhalb des Planetenträgers das Sonnenrad oder eine mit dem Sonnenrad verbindbare erste Welle anordbar sein.
Das erfindungsgemäße Planetengetriebe eignet sich besonders für den Einsatz in einem Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und zumindest einer elektrischen Maschine. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest ein drehbar um die zentrale Achse gelagertes Hohlrad, vorzugsweise das zweite Hohlrad, mit der elektrischen Maschine antriebsverbunden ist, wobei vorzugsweise dieses Hohlrad mit dem Rotor der elektrischen Maschine fest verbunden oder integral mit dem Rotor der elektrischen Maschine ausgebildet ist.
Zumindest ein drehbar um die zentrale Achse gelagertes Hohlrad, vorzugsweise das erste Hohlrad, kann mit einer vorzugsweise nasslaufenden Bremse verbunden sein. Somit kann das erste Hohlrad festgehalten werden.
Das Sonnenrad kann über eine vorzugsweise trocken laufende erste Schaltkupplung mit einer mit einer Brennkraftmaschine verbundenen ersten Welle antriebs- verbindbar sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger über eine vorzugsweise nass laufende zweite Schaltkupplung mit dem zweiten Hohlrad drehfest verbindbar ist. Die zweite Schaltkupplung ermöglicht es somit, den vorzugsweise über eine Getriebezwischenstufe mit einer abtreibenden zweiten Welle antriebsverbundenen Planetenträger bei Bedarf mit dem zweiten Hohlrad zu verbinden oder von diesem zu trennen. Um auf einfache Weise mehr als zwei Gangstufen zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass ein zusätzliches Schaltgetriebe, vorzugsweise für zwei Gangstufen, im Antriebsstrang - vorzugsweise zwischen der Brennkraftmaschine und dem Planetengetriebe - angeordnet ist.
Das vorliegende Antriebskonzept stellt eine Kombination aus leistungsverzweigtem und parallelen System dar. Dadurch, dass der Antrieb einerseits über ein Hohlrad, andererseits über das Sonnenrad erfolgt, lässt sich ein paralleler Antriebsmodus mit beiden Antriebsmaschinen realisieren. Die Brennkraftmaschine kann dabei auf das Sonnenrad, die elektrische Maschine auf ein Hohlrad einwirken. Umgekehrt ist es auch möglich, die Brennkraftmaschine auf ein Hohlrad und die elektrische Maschine auf ein Sonnenrad einwirken zu lassen.
Im Vergleich zu einem rein leistungsverzweigtem Konzept ergibt sich eine Wirkungsgradverbesserung, da das Planetengetriebe im Block umläuft und somit keine Wälzlagerverluste entstehen und das antreibende Moment nicht durch eine andere Antriebseinheit abgestützt werden muss.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch :
Fig. 1 einen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 2 den Antriebsstrang bei kombiniertem Antrieb im ersten Gang;
Fig. 3 den Antriebsstrang bei kombiniertem Antrieb im zweiten Gang;
Fig. 4 den Antriebsstrang bei rein elektrischem Antrieb im ersten Gang;
Fig. 5 den Antriebsstrang bei rein elektrischem Antrieb im zweiten Gang;
Fig. 6 den Antriebsstrang bei Drehmomentaufteilung im ersten Gang;
Fig. 7 den Antriebsstrang bei Drehmomentaufteilung im zweiten Gang;
Fig. 8 den Antriebsstrang bei rekuperativem Betrieb im ersten Gang;
Fig. 9 den Antriebsstrang bei rekuperativem Betrieb im zweiten Gang;
Fig. 10 einen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe in einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 11 den Antriebsstrang bei rein elektrischem Antrieb im ersten Gang; Fig. 12 den Antriebsstrang bei rein elektrischem Antrieb im zweiten Gang;
Fig. 13 den Antriebsstrang bei verbrennungsmotorischem Antrieb im ersten Gang;
Fig. 14 den Antriebsstrang bei verbrennungsmotorischem Antrieb im zweiten Gang;
Fig. 15 den Antriebsstrang bei verbrennungsmotorischem Antrieb im dritten Gang; und
Fig. 16 den Antriebsstrang bei verbrennungsmotorischem Antrieb im dritten
Gang .
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 1 für ein Hybridfahrzeug in einer ersten Ausführungsvariante mit einer durch eine nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine angetriebenen ersten Welle 2 und einer abtreibenden zweiten Welle 3, wobei zwischen erster und zweiter Welle 2, 3 ein Planetengetriebe 4 angeordnet ist. Das Planetengetriebe 4 weist ein mit der ersten Welle 2 über eine beispielsweise trockene erste Schaltkupplung 5 verbundenes Sonnenrad 6, erste Planetenräder 7 und zweite Planetenräder 8, welche drehbar auf einem Planetenträger 9 angeordnet sind, sowie ein erstes Hohlrad 10 und ein zweites Hohlrad 11 auf. Sonnenrad 6, Planetenträger 9 und die beiden Hohlräder 10, 11 sind um eine zentrale Achse 12 drehbar gelagert.
Das erste Hohlrad 10 weist dabei einen kleineren Innendurchmesser di, auf als das zweite Hohlrad 11, dessen Durchmesser mit d2 bezeichnet ist. Die ersten Planetenräder 7, 8 stehen jeweils mit dem Sonnenrad 6 und mit dem inneren ersten Hohlrad 10 im Zahneingriff. Die zweiten Planetenräder 7, 8 wiederum stehen jeweils mit den ersten Planetenrädern 7 und dem äußeren zweiten Hohlrad 11 im Zahneingriff.
Das erste Hohlrad 10 kann über eine Bremse 13 festgehalten werden. Über eine zweite Kupplung 14 lässt sich eine Drehverbindung des zweiten Hohlrades 11 mit dem Planetenträger 9 herstellen. Das Planetengetriebe 4 ist somit verblockbar. Die Bremse 13 und die zweite Kupplung 14 sind bevorzugt nass ausgeführt. An Stelle der Bremse 13 kann eventuell auch eine Freilaufkupplung vorgesehen sein.
Das zweite Hohlrad 11 kann weiters über eine elektrische Maschine 15 angetrieben werden. Im Beispiel ist dafür der Rotor 16 der elektrischen Maschine 15 fest mit dem zweiten Hohlrad 11 verbunden oder integral mit diesem ausgeführt. Der Planetenträger 9 ist fest mit der die als Torsionswelle ausgebildeten ersten Welle 2 umgebenden Hohlwelle 17 verbunden, welche über eine nachgeschaltete Getriebezwischenstufe 18 und eine Getriebefinalstufe 19 oder ein Verteilergetriebe mit Antriebsrädern antriebsverbunden ist.
Mit dem Antriebsstrang 1 lassen sich die im Folgenden beschriebenen Betriebsarten realisieren . In den Fig . 2 bis Fig . 9 sind die Drehmomentflüsse jeweils mit Pfeilen MIC, MEM angedeutet, wobei jeweils mit MIC der Drehmomentfluss der Brennkraftmaschine und mit MEM der Drehmomentfluss der elektrischen Maschine bezeichnet ist.
Im ersten Gang kann das Drehmoment MIC von der Brennkraftmaschine über die erste Welle 2 zur geschlossenen ersten Schaltkupplung 5 gebracht und über das Sonnenrad 6 in den Planetenträger 9 geleitet werden . Das kleinere erste Hohlrad 10 wird dabei von der Bremse 13 festgehalten und die ersten Planetenräder 7 bewegen den Planetenträger 9, wodurch das Drehmoment MIC über die nachgeschaltete Getriebezwischenstufe 18 und die gegebenenfalls ein Ausgleichsgetriebe aufweisende Getriebefinalstufe 19 in die nicht weiter dargestellten Antriebsräder des Fahrzeuges geleitet wird . Über das zweite Hohlrad 11 kann das Drehmoment M EM der elektrischen Maschine 15 in den Planetenträger 9 eingebracht werden . Die nasse zweite Kupplung 14 ist dabei geöffnet (siehe Fig . 2) .
Im zweiten Gang kann das Drehmoment MIC von der Brennkraftmaschine über die erste Welle 2 zur geschlossenen ersten Schaltkupplung 5 gebracht und über das Sonnenrad 6 in den Planetenträger 9 geleitet werden . Die Bremse 13 ist dabei geöffnet. Das kleiner erste Hohlrad 10 wird von der geöffneten Bremse 13 somit nicht mehr festgehalten und die Planetenräder 7, 8 bewegen das zweite Hohlrad 11. Durch die geschlossene zweite Kupplung 14 wird eine direkte Drehverbindung zwischen dem Planetenträger 9 und dem zweiten Hohlrad 11 hergestellt, wodurch , das Drehmoment MIC über den Planetenträger 9, die nachgeschaltete Getriebezwischenstufe 18 und die ein Ausgleichsgetriebe aufweisende Getriebefinalstufe 19 in die nicht weiter dargestellten Antriebsräder des Fahrzeuges geleitet wird . Über das zweite Hohlrad 11 kann das Drehmoment M EM der elektrischen Maschine 15 in den Planetenträger 9 eingebracht werden . Die nasse zweite Kupplung 14 ist dabei geschlossen und die Bremse 13 geöffnet (Fig . 3) . Das übertragene Drehmoment ist im zweiten Gang geringer als im ersten Gang .
In jedem Gang kann zusätzliches Drehmoment MEM von der elektrischen Maschine 15 zum Antrieb eingebracht oder Drehmoment MEM zur elektrischen Maschine 15 zum Bremsen bzw. zur Stromerzeugung geleitet werden . Dabei wird das zweite Hohlrad 11 zusätzlich über die elektrische Maschine 15 angetrieben (Fig . 2, 3) oder durch diese verzögert (Fig . 6, 7), indem die elektrische Maschine 15 als Generator betrieben wird .
Nach Öffnen der ersten Schaltkupplung 5 ist auch rein elektrischer Antrieb über die elektrische Maschine 15 (Fig . 4, 5) möglich .
Im Falle des rein elektrischen Antriebes im 1. Gang gelangt Drehmoment M EM der elektrischen Maschine 15 über das zweite Hohlrad 11 in den Planetenträger 9. Die nasse zweite Kupplung 14 ist geöffnet und die Bremse 13 geschlossen . Über die Getriebezwischenstufe 18 wird das Drehmoment M EM in die Getriebefinalstufe 19 geleitet (Fig . 4) .
Im Falle des rein elektrischen Antriebes im 2. Gang gelangt Drehmoment M EM der elektrischen Maschine 15 über das zweite Hohlrad 11 in den Planetenträger 9. Die nasse zweite Kupplung 14 ist geschlossen und die Bremse 13 geöffnet. Über die Zwischenstufe 18 wird das Drehmoment MEM in die Getriebefinalstufe 19 geleitet (Fig . 5).
Eine Aufteilung des Drehmoment MEM der Brennkraftmaschine zwischen dem Fahrzeugantrieb und dem Antrieb der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine 15 zum Aufladen einer nicht weiter dargestellten Batterie erfolgt im 1. Gang, indem das Drehmoment MEM von der Brennkraftmaschine über die erste Welle 2 zur geschlossenen Schaltkupplung 5 gebracht wird und über das Sonnenrad 6 in den Planetenträger 9 geleitet wird . Das kleinere erste Hohlrad 10 wird von der Bremse 13 festgehalten, das erste Planetenrad 7 bewegt somit den Planetenträger 9. über die Getriebezwischenstufe 18 gelangt einerseits ein Teil des Drehmomentes MEM in die Getriebefinalstufe 19 mit dem Ausgleichsgetriebe in die Antriebsräder des Fahrzeuges und andererseits der andere Teil über das zweite Hohlrad 11 in die elektrische Maschine 15, die jetzt als Generator fungiert. Die nasse zweite Kupplung 14 ist geöffnet (Fig . 6) .
Im zweiten Gang wird erfolgt die Drehmomentaufteilung zwischen Fahrzeugantrieb und Aufladen der Batterie indem das Drehmoment MEM der Brennkraftmaschine über die erste Welle 2 zur geschlossenen Schaltkupplung 5 gebracht wird und über das Sonnenrad 6 in den Planetenträger 9 geleitet wird . Das kleinere erste Hohlrad 10 wird von der Bremse 13 nicht mehr festgehalten und die Planetenräder 7 und 8 bewegen das zweite Hohlrad 11. Dieses wird durch die geschlossene nasse zweite Kupplung 14 mit dem Planetenträger 9 verbunden . Über die Getriebezwischenstufe 18 gelangt ein Teil des Drehmomentes in die Getriebefinalstufe 19 mit dem Differenzial in die Antriebsräder des Fahrzeuges und der andere Teil über das zweite Hohlrad 11 in die elektrische Maschine 15, die jetzt als Generator fungiert. Die nasse zweite Kupplung 14 ist geschlossen und die Bremse 13 geöffnet (Fig . 7)
Beim Aufladen der Batterie durch das Fahrzeug kehrt sich der Weg des Drehmomentes um . Im ersten Gang gelangt das Drehmoment aus den Antriebsrädern über die Getriebefinalstufe 19 in die Getriebezwischenstufe 8 und von dort in den Planetenträger 9. Über das zweite Hohlrad 11 wird die elektrische Maschine 15 angetrieben und fungiert jetzt als Generator. Die nasse zweite Kupplung 14 ist offen und die Bremse 13 geschlossen (Fig . 8)
Beim Aufladen der Batterie durch das Fahrzeug im zweiten Gang gelangt das Drehmoment aus den Antriebsrädern über die Getriebefinalstufe 19 in die Getriebezwischenstufe 18 und von dort in den Planetenträger 9. Über das zweite Hohlrad 11 wird die elektrische Maschine 15 angetrieben und fungiert jetzt als Generator. Die nasse zweite Kupplung 14 ist geschlossen und die Bremse 13 ist geöffnet (Fig. 9).
Die Schaltelemente 13 (Bremse), 14 (zweite Kupplung) und 5 (Kupplung) werden in den Betriebsarten elektrisches Fahren EM und verbrennungsmotorisches Fahren VKM in der ersten Ausführungsvariante wie folgt bedient, wobei "X" für aktiviert und "0" für deaktiviert steht:
Figure imgf000009_0001
Die Fig. 10 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 1 für ein Hybridfahrzeug in einer zweiten Ausführungsvariante mit einer durch eine Brennkraftmaschine ICE angetriebenen ersten Welle 2 und einer abtreibenden zweiten Welle 3, wobei zwischen erster und zweiter Welle 2, 3 ein Planetengetriebe 4 angeordnet ist. Das Planetengetriebe 4 weist ein mit der ersten Welle 2 über eine beispielsweise trockene erste Schaltkupplung 5 verbundenes Sonnenrad 6, erste Planetenräder 7 und zweite Planetenräder 8, welche drehbar auf einem Planetenträger 9 angeordnet sind, sowie ein erstes Hohlrad 10 und ein zweites Hohlrad 11 auf. Son- nenrad 6, Planetenträger 9 und die beiden Hohlräder 10, 11 sind um eine zentrale Achse 12 drehbar gelagert.
Das erste Hohlrad 10 weist wie beim ersten Ausführungsbeispiel einen kleineren Innendurchmesser di auf, als das zweite Hohlrad 11, dessen Durchmesser mit d2 bezeichnet ist. Die ersten Planetenräder 7, 8 stehen jeweils mit dem Sonnenrad 6 und mit dem inneren ersten Hohlrad 10 im Zahneingriff. Die zweiten Planetenräder 7, 8 wiederum stehen jeweils mit den ersten Planetenrädern 7 und dem äußeren zweiten Hohlrad 11 im Zahneingriff.
Das erste Hohlrad 10 kann auch hier über eine Bremse 13 festgehalten werden. Über eine zweite Kupplung 14 lässt sich eine Drehverbindung des zweiten Hohlrades 11 mit dem Planetenträger 9 herstellen. Das Planetengetriebe 4 ist somit verblockbar. Die Bremse 13 und die zweite Kupplung 14 sind bevorzugt nass ausgeführt. An Stelle der Bremse 13 kann eventuell auch eine Freilaufkupplung vorgesehen sein.
Das zweite Hohlrad 11 kann weiters über eine elektrische Maschine 15 angetrie¬ ben werden. Im Beispiel ist dafür der Rotor 16 der elektrischen Maschine 15 fest mit dem zweiten Hohlrad 11 verbunden oder integral mit diesem ausgeführt.
Der Planetenträger 9 ist fest mit der die als Torsionswelle ausgebildeten ersten Welle 2 umgebenden Hohlwelle 17 verbunden, welche über eine nachgeschaltete Getriebezwischenstufe 18 und eine Getriebefinalstufe 19 oder ein Verteilerge¬ triebe mit Antriebsrädern antriebsverbunden ist.
Zum Unterschied zu dem in den Fig. 1 bis Fig. 9 abgebildeten Ausführungsbei¬ spiel ist zwischen der Kupplung 5 und dem Sonnenrad 6 des Planetengetriebes 4 eine weitere Getriebestufe 20 mit einer beispielsweise formschlüssigen Schalt¬ kupplung 21 mit den beiden Positionen Sl und S2 vorgesehen. Dies ermöglicht somit vier Gangstufen.
Mit dem in Fig. 10 gezeigten Antriebsstrang 1 lassen sich die im Folgenden beschriebenen Betriebsarten realisieren. In den Fig. 11 bis Fig. 16 sind die Drehmomentflüsse jeweils mit Pfeilen MIC, MEM angedeutet, wobei jeweils mit MIC der Drehmomentfluss der Brennkraftmaschine ICE und mit MEM der Drehmomentfluss der elektrischen Maschine 15 bezeichnet ist.
Die Fig. 11 und Fig. 12 zeigen rein elektrisches Fahren. Der elektromotorische Antrieb kann in den vier Quadranten des Kennfeldes der elektrischen Maschine 15 erfolgen, somit ist ein elektrisches Fahren vorwärts, als auch rückwärts, sowie ein motorischer als auch generatorischer Betrieb in beiden Fahrtrichtungen, möglich. Bei rein elektrischem Betrieb ist entweder die Schaltkupplung 21 in ei- ner Neutralposition, oder die Kupplung 5 geöffnet. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist selbstverständlich auch ein kombinierter Betrieb mit der Brennkraftmaschine ICE zur Unterstützung dieser oder zur Stromerzeugung möglich, wobei die Kupplung 5 geschlossen und die Kupplung 21 eine der beiden Positionen Sl oder S2 einnimmt.
Elektrisches Fahren (EMI :
Durch Schließen der Bremse 13 wird der erste Gang für das elektrische Fahren EM geschaltet. Es wird eine Übersetzung i> l gemäß den kinematischen Bedingungen im Planetengetriebe 4 erzeugt. Die Bremse 13 stützt den Planetenträger 9 gegen das Gehäuse G ab (Fig . 11).
Durch Schließen der Kupplung 14 wird der zweite Gang für das elektrische Fahren EM geschalten. Es erfolgt keine zusätzliche Übersetzung im Planetengetriebe 4 - das Planetengetriebe dreht als Block mit einer Übersetzung i = l (Fig . 12).
Verbrennunqskraftmotorisches Fahren (VKM) :
Durch Schließen der Bremse 13 und Betätigen der formschlüssigen Kupplung 21 (Synchronisierung) in die Position S2 bzw. Sl wird der erste Gang (Fig. 13) bzw. zweite Gang (Fig. 14) des verbrennungskraftmotorischen Fahrens VKM eingelegt. Die Bremse 13 stützt den Planetenträger 9 gegen das Gehäuse G ab.
Durch Schließen der zweiten Kupplung 14 und Betätigen der formschlüssigen Kupplung 21 (Synchronisierung) in die Position S2 bzw. Sl wird der dritte Gang (Fig . 15) bzw. vierte Gang (Fig. 16) des verbrennungskraftmotorischen Fahrens VKM eingelegt. Die zweite Kupplung 14 verblockt das Planetengetriebe4.
Die Kupplung 5 ist in jedem Gang beim VKM geschlossen. Während des Schaltvorganges muss die Kupplung 5 jedoch geöffnet werden.
Die Schaltelemente Bremse 13, zweite Kupplung 14, Kupplung 5 und Schaltkupplung 21 (Positionen Sl und S2) werden in den Betriebsarten elektrisches Fahren EM und verbrennungsmotorisches Fahren VKM in der zweiten Ausführungsvariante wie folgt bedient, wobei "X" für aktiviert und "0" für deaktiviert steht: Betriebsart Gang Schaltelemente
13 14 5 Sl S2 l.Gang X 0 0 - -
Elektrisches Fahren EM
2. Gang 0 X 0 - -
Verbrennungskraftmo- l.Gang X 0 X 0 X torisches Fahren VKM
2. Gang X 0 X X 0
3. Gang 0 X X 0 X
4. Gang 0 X X X 0
Das vorliegende Antriebskonzept stellt eine Kombination aus leistungsverzweigtem und parallelen System dar. Dadurch, dass der Antrieb einerseits über ein Hohlrad 11, andererseits über das Sonnenrad 6 erfolgt, lässt sich ein paralleler Antriebsmodus mit beiden Antriebsmaschinen realisieren. Die Brennkraftmaschine ICE kann dabei auf das Sonnenrad 6, die elektrische Maschine 15 auf ein Hohlrad 11 einwirken. Umgekehrt ist es aber auch möglich, die Brennkraftmaschine ICE auf ein Hohlrad und die elektrische Maschine 15 auf ein Sonnenrad 6 einwirken zu lassen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Planetengetriebe (4) mit einem um eine zentrale Achse (12) drehbar gelagerten Sonnenrad (6), mit zumindest einem mit dem Sonnenrad (6) im Zahneingriff stehenden ersten Planetenrad (7), welches mit einem koaxial zum Sonnenrad (6) angeordneten ersten Hohlrad (10) im Zahneingriff steht und mit zumindest einem zweiten Planetenrad (8), welches mit einem koaxial zum Sonnenrad (6) angeordneten zweiten Hohlrad (11) im Zahneingriff steht, wobei das erste und das zweite Planetenrad (6, 7) drehbar auf einem um die zentralen Achse (12) drehbar gelagerten gemeinsamen Planetenträger (9) angeordnet sind, wobei das erste Planetenrad (7) mit dem zweiten Planetenrad (8) im Zahneingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (4) über eine vorzugsweise nass laufende zweite Schaltkupplung (14) verblockbar ist.
2. Planetengetriebe (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hohlrad (11) einen größeren Innendurchmesser (d2) aufweist als das erste Hohlrad (10).
3. Planetengetriebe (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (8') des zweiten Planetenrades (8) weiter von der zentralen Achse (12) beabstandet ist als die Drehachse (7') des ersten Planetenrades (7), wobei vorzugsweise die Drehachse (8') des zweiten Planetenrades (8) zwischen der Drehachse (7') des ersten Planetenrades (7) und dem zweiten Hohlrad (11) angeordnet ist.
4. Planetengetriebe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (6) mit einer an- beziehungsweise abtreibenden ersten Welle (2) und der Planetenträger (9) mit einer ab- beziehungsweise antreibenden zweiten Welle (3) verbindbar ist.
5. Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug, mit einem Planetengetriebe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drehbar um eine zentrale Achse (12) gelagertes Hohlrad, vorzugsweise das zweite Hohlrad (11), mit einer elektrischen Maschine (15) antriebsverbunden ist, wobei vorzugsweise dieses Hohlrad (11) mit dem Rotor (16) der elektrischen Maschine (15) fest verbunden oder integral mit dem Rotor (16) der elektrischen Maschine (15) ausgebildet ist.
6. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drehbar um die zentrale Achse (12) gelagertes Hohlrad, vor- zugsweise das erste Hohlrad (10), mit einer vorzugsweise nasslaufenden Bremse (13) oder einer Freilaufkupplung verbunden ist.
7. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (6) über eine vorzugsweise trocken laufende erste Schaltkupplung (5) mit einer mit einer Brennkraftmaschine verbundenen ersten Welle (1) antriebsverbindbar ist.
8. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9) über eine vorzugsweise nass laufende zweite Schaltkupplung (14) mit dem zweiten Hohlrad (11) drehfest verbindbar ist.
9. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9), vorzugsweise über eine Getriebezwischenstufe (18), mit einer abtreibenden zweiten Welle (3) antriebsverbunden ist.
10. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Schaltgetriebe, vorzugsweise für zwei Gangstufen, im Antriebsstrang (1) - vorzugsweise zwischen der Brennkraftmaschine (ICE) und dem Planetengetriebe (4) - angeordnet ist.
2012 09 04
Fu/Ka
PCT/EP2012/067190 2011-09-08 2012-09-04 Planetengetriebe und antriebsstrang damit WO2013034538A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1284/2011A AT511843B1 (de) 2011-09-08 2011-09-08 Planetengetriebe
ATA1284/2011 2011-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013034538A1 true WO2013034538A1 (de) 2013-03-14

Family

ID=46851443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/067190 WO2013034538A1 (de) 2011-09-08 2012-09-04 Planetengetriebe und antriebsstrang damit

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT511843B1 (de)
WO (1) WO2013034538A1 (de)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014086680A1 (de) * 2012-12-06 2014-06-12 Magna Powertrain Ag & Co Kg Hybrides antriebssystem
WO2015011538A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive system for hybrid vehicle
WO2015181480A1 (fr) * 2014-05-27 2015-12-03 Punch Powerglide Strasbourg (Societe Par Actions Simplifiee) Transmission automatique pour vehicule hybride et procédé de commande
FR3026062A1 (fr) * 2014-09-24 2016-03-25 Punch Powerglide Strasbourg Transmission automatique pour vehicule hybride thermique/electrique
EP3072724A1 (de) * 2013-11-22 2016-09-28 Jatco Ltd Automatikgetriebe
WO2017013049A1 (fr) * 2015-07-20 2017-01-26 IFP Energies Nouvelles Véhicule hybride
CN110509762A (zh) * 2018-05-22 2019-11-29 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 具有用于操纵换挡装置的设备的车辆驱动系
CN110735920A (zh) * 2019-11-26 2020-01-31 上海汽车变速器有限公司 单电机驱动的变速器选换挡操纵装置
CN111845317A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 重庆青山工业有限责任公司 一种混合动力系统
CN113165499A (zh) * 2018-12-14 2021-07-23 Gkn汽车有限公司 用于混合动力驱动装置的传动组件
CN113236731A (zh) * 2021-05-10 2021-08-10 柳工柳州传动件有限公司 行星变速箱和电动工程机械

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007944A (ko) 2000-08-22 2002-01-29 김석윤 고비율 차동유성 감속장치
EP1426223A2 (de) 2002-12-04 2004-06-09 Nissan Motor Company, Limited Hybridfahrzeug
DE102006037576A1 (de) * 2006-08-11 2008-04-10 Daimler Ag Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102008052009A1 (de) * 2008-10-10 2010-04-15 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Maschineneinheit für ein Parallel-Hybrid-Fahrzeug
FR2952590A1 (fr) * 2009-11-16 2011-05-20 Pierre Guy Tosi Boite de vitesses a transmissions planetaires

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007944A (ko) 2000-08-22 2002-01-29 김석윤 고비율 차동유성 감속장치
EP1426223A2 (de) 2002-12-04 2004-06-09 Nissan Motor Company, Limited Hybridfahrzeug
DE102006037576A1 (de) * 2006-08-11 2008-04-10 Daimler Ag Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102008052009A1 (de) * 2008-10-10 2010-04-15 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Maschineneinheit für ein Parallel-Hybrid-Fahrzeug
FR2952590A1 (fr) * 2009-11-16 2011-05-20 Pierre Guy Tosi Boite de vitesses a transmissions planetaires

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014086680A1 (de) * 2012-12-06 2014-06-12 Magna Powertrain Ag & Co Kg Hybrides antriebssystem
WO2015011538A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive system for hybrid vehicle
JP2015020726A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
US9604530B2 (en) 2013-07-23 2017-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive system for hybrid vehicle
EP3072724A4 (de) * 2013-11-22 2017-04-26 Jatco Ltd Automatikgetriebe
EP3072724A1 (de) * 2013-11-22 2016-09-28 Jatco Ltd Automatikgetriebe
US10118478B2 (en) 2013-11-22 2018-11-06 Jatco Ltd Automatic transmission
WO2015181480A1 (fr) * 2014-05-27 2015-12-03 Punch Powerglide Strasbourg (Societe Par Actions Simplifiee) Transmission automatique pour vehicule hybride et procédé de commande
FR3021592A1 (fr) * 2014-05-27 2015-12-04 Punch Powerglide Strasbourg Transmission automatique pour vehicule hybride
US10247283B2 (en) 2014-05-27 2019-04-02 Punch Powerglide Strasbourg (Societe Par Actions Simplifiee) Automatic transmission for hybrid vehicle and control method
CN106457998A (zh) * 2014-05-27 2017-02-22 邦志传动斯特拉斯堡简易股份公司 混合动力车辆的自动传动装置和控制方法
FR3026062A1 (fr) * 2014-09-24 2016-03-25 Punch Powerglide Strasbourg Transmission automatique pour vehicule hybride thermique/electrique
FR3039243A1 (fr) * 2015-07-20 2017-01-27 Ifp Energies Now Vehicule hybride comprenant une suppression de rupture de couple aux changements de mode en propulsion simple
WO2017013049A1 (fr) * 2015-07-20 2017-01-26 IFP Energies Nouvelles Véhicule hybride
CN110509762A (zh) * 2018-05-22 2019-11-29 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 具有用于操纵换挡装置的设备的车辆驱动系
CN113165499A (zh) * 2018-12-14 2021-07-23 Gkn汽车有限公司 用于混合动力驱动装置的传动组件
CN110735920A (zh) * 2019-11-26 2020-01-31 上海汽车变速器有限公司 单电机驱动的变速器选换挡操纵装置
CN111845317A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 重庆青山工业有限责任公司 一种混合动力系统
CN111845317B (zh) * 2020-07-29 2022-07-19 重庆青山工业有限责任公司 一种混合动力系统
CN113236731A (zh) * 2021-05-10 2021-08-10 柳工柳州传动件有限公司 行星变速箱和电动工程机械
CN113236731B (zh) * 2021-05-10 2023-01-06 柳工柳州传动件有限公司 行星变速箱和电动工程机械

Also Published As

Publication number Publication date
AT511843B1 (de) 2013-03-15
AT511843A4 (de) 2013-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013034538A1 (de) Planetengetriebe und antriebsstrang damit
EP2909505B1 (de) Planetengetriebe für einen hybridantrieb eines kraftfahrzeugs
EP2651681B1 (de) Hybridantrieb
WO2014063980A1 (de) Getriebe und verfahren zu dessen betreiben
AT519486B1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung
EP3887189A1 (de) Hybride getriebeeinheit mit zwei planetenradsätzen und mehreren schalteinrichtungen; sowie kraftfahrzeug
WO2021093930A1 (de) Getriebeanordnung für hybridantrieb und verfahren zum steuern eines hybridantriebs
DE202016102495U1 (de) Klauenschaltelement, insbesondere für einen Hybridantriebsstrang mit leistungsverzweigendem Getriebe
WO2015082168A1 (de) Getriebe, hybridantriebsstrang und antriebsstrang für elektrofahrzeug
WO2009086846A1 (de) Antriebssystem mit 8-gang-getriebe
DE202016103126U1 (de) Hybridantriebsstrang mit leistungsverzweigendem Getriebe, insbesondere mit Schaltstellungen
DE102018008886A1 (de) Gruppengetriebevorrichtung mit einer Umschaltvorrichtung
DE102011109538B4 (de) Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug
WO2019051518A1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung, antriebssystem und kraftfahrzeug
DE102016221796B4 (de) Hybridgetriebe und Hybridantriebsstrang
DE102013019778A1 (de) Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug
WO2018115227A1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung, antriebssystem und kraftfahrzeug
AT523003B1 (de) Getriebeanordnung
DE102013226963A1 (de) Getriebe
DE102013225207B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102021213311B4 (de) Hybridgetriebevorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Hybridgetriebevorrichtung
WO2018115245A1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung, antriebssystem und kraftfahrzeug
WO2022268350A1 (de) Hybridgetriebevorrichtung und antrieb für ein kraftfahrzeug, umfassend die hybridgetriebevorrichtung
WO2021098904A1 (de) Getriebeeinheit mit zwei planetenradsätzen und einem einteilig ausgebildeten planetenradträger sowie ein kraftfahrzeug mit einer solchen getriebeeinheit
WO2015090823A1 (de) Getriebe, hybridantriebsstrang und antriebsstrang für elektrofahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12759072

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12759072

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1