AT519295B1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung für Hybridantriebe - Google Patents

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AT519295B1
AT519295B1 ATA50885/2017A AT508852017A AT519295B1 AT 519295 B1 AT519295 B1 AT 519295B1 AT 508852017 A AT508852017 A AT 508852017A AT 519295 B1 AT519295 B1 AT 519295B1
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AT
Austria
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gear
shaft
output shaft
transmission
intermediate shaft
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ATA50885/2017A
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Ing Ivan Andrasec Dipl
Helmut Kassler Ing
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Avl List Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (60), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) eine Antriebswelle (W1), eine Abtriebswelle (W2) und eine Zwischenwelle (W3) aufweist, wobei Getriebeelemente (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z9) der drei Wellen (W1, W2, W3) in der Weise angeordnet und drehverbunden sind, dass Windungsgänge realisiert werden können. Erfindungsgemäß sind das erste Getriebeelement (Z2) und das zweite Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) als Losrad ausgebildet und miteinander drehverbunden und mittels einer dritten Schalteinrichtung (SE3) gemeinsam mit der Abtriebswelle (W2) drehverbindbar.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Zwischenwelle aufweist. Vorzugsweise kann ein solches Getriebe in einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen, in welchem die Antriebsleistung durch eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine gleichzeitig und/oder abwechselnd bereitgestellt werden. Weiter vorzugsweise kann die Elektromaschine im Schleppbetrieb des Hybridfahrzeugs auch als Generator betrieben werden.
[0002] Eine Drehmomentübertragungsvorrichtung eines Hybridantriebs der vorgenannten Bauart, welche vorzugsweise ein Schaltgetriebe bildet, weist einen verbrennungsmotorischen Leistungspfad und einen elektromotorischen Leistungspfad auf, die gewöhnlich an der Abtriebswelle zusammengeführt sind.
[0003] Der verbrennungsmotorische Leistungspfad umfasst bei solchen Getrieben im Allgemeinen die Antriebs- und die Abtriebswelle, die Getriebeelemente der Antriebswelle und die mit diesen in Eingriff stehenden Getriebeelemente der Abtriebswelle, und ermöglicht die Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Brennkraftmaschine und den mit der Abtriebswelle in Triebverbindung stehenden Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.
[0004] Der elektromotorische Leistungspfad umfasst im Allgemeinen die Zwischen- und die Abtriebswelle, die Getriebeelemente der Zwischenwelle sowie die Abtriebswelle, und ermöglicht die Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Elektromaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.
[0005] Somit ist über entsprechend geschaltete Getriebeelemente der Antriebswelle und der Abtriebswelle bei solchen Hybridgetrieben im Allgemeinen ein rein verbrennungsmotorischer Fährbetrieb, über entsprechend geschaltete Getriebeelemente der Zwischenwelle ein rein elektromotorischer Fährbetrieb, sowie über jeweils entsprechend geschalteten Getriebeelemente beider Leistungspfade ein Kombinationsfahrbetrieb beider Aggregate (Brennkraftmaschine und Elektromaschine) mit einem motorischen oder generatorischen Betrieb der Elektromaschine möglich. Auch können Gangwechsel innerhalb eines Leistungspfads vorzugsweise als Lastschaltungen durchgeführt werden, indem die Zugkraft während des Gangwechsels durch das dem anderen Leistungspfad zugeordnete Aggregat (Verbrennungsmotor oder Elektromaschine) über einen dort geschalteten Gangradsatz wenigstens teilweise aufrecht erhalten wird.
[0006] Je nach Anordnung der einzelnen Komponenten der Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie deren Wirkverbindungen untereinander, insbesondere je nachdem, wie die einzelnen Getriebeelemente der Abtriebs-, Zwischen- und Abtriebswelle mittels einer oder mehrerer Schalteinrichtungen drehfest verbunden werden können bzw. die Drehverbindungen gelöst werden können, können verschiedene Übersetzungen mit verschiedenen Spreizungen realisiert werden.
[0007] Das Dokument WO 2012/123171 A1 betrifft einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein aus einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxial angeordneten Eingangswellen und einer gemeinsamen Ausgangswelle abgeleitetes automatisiertes Schaltgetriebe aufweist, dessen eine Eingangswelle mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und über eine zugeordnete erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist, und dessen andere Eingangswelle mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine in Triebverbindung steht sowie über eine zugeordnete zweite Gruppe selektive schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist.
[0008] Aus den gattungsgemäßen Dokumenten DE 102010022395 A1, WO 2008/138387 A1 und DE 102010028079 A1 sind gattungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, bei denen die Losräder jeweils getrennt voneinander mit den Wellen verbindbar sind.
[0009] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung. Vorzugsweise sollen dabei mit möglichst wenigen Komponenten möglichst viele Übersetzungen bereitgestellt werden können, insbesondere mit einem möglichst geringen Überschneidungsbereich der einzelnen Übersetzungen. Hierbei soll weiter vorzugsweise ein möglichst geringer oder wenigstens der jeweiligen Einbausituation angepasster Bauraum durch die Drehmomentübertragungsvorrichtung belegt werden.
[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, einen Antriebsstrang nach Anspruch 20 sowie ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 23 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht. Die Lehre der Ansprüche wird ausdrücklich zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
[0011] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Zwischenwelle aufweist. Vorzugsweise weist die Antriebswelle wenigstens ein erstes Getriebeelement, ein zweites Getriebeelement und ein drittes Getriebeelement auf. Auch die Abtriebswelle weist vorzugsweise wenigstens ein erstes Getriebeelement, ein zweites Getriebeelement und ein drittes Getriebeelement auf. Weiter vorzugsweise sind die ersten Getriebeelemente, die zweiten Getriebeelemente und die dritten Getriebeelemente der Antriebswelle und der Abtriebswelle jeweils miteinander in Eingriff und jeweils in einer gemeinsamen ersten, zweiten und dritten Getriebeelementebene angeordnet. Die Getriebeelemente der Antriebswelle sind dabei vorzugsweise jeweils als Losrad ausgebildet und weiter vorzugsweise sind das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement der Antriebswelle mittels einer ersten Schalteinrichtung alternativ mit der Antriebswelle drehverbindbar. Die erste Schalteinrichtung ist hierzu vorzugsweise zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement der Antriebswelle angeordnet und verbindet in einer ersten Schaltstellung das erste Getriebeelement mit der Antriebswelle und in einer zweiten Schaltstellung das zweite Getriebeelement mit der Antriebswelle. Vorzugsweise ist das dritte Getriebeelement der Antriebswelle mit dem zweiten Getriebeelement der Antriebswelle mittels einer zweiten Schalteinrichtung drehverbindbar. Weiter vorzugsweise sind das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement der Abtriebswelle jeweils als Losrad ausgebildet und mittels einer dritten Schalteinrichtung gemeinsam mit der Abtriebswelle drehverbindbar. Zu diesem Zweck sind das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement vorzugsweise drehverbunden. Insbesondere sind diese auf einer gemeinsamen Hohlwelle angeordnet. Weiter vorzugsweise ist das dritte Getriebeelement der Abtriebswelle als Festrad ausgebildet. Dementsprechend ist das dritte Getriebeelement der Abtriebswelle mit der Abtriebswelle drehverbunden. Weiter vorzugsweise weist die Zwischenwelle wenigstens ein erstes Getriebeelement auf, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle mittels einer vierten Schalteinrichtung drehverbindbar ist und welches mit einem Getriebeelement der ersten Getriebeelementebene, der zweiten Getriebeelementebene oder der dritten Getriebeelementebene in Eingriff ist.
[0012] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, welcher eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung aufweist, wobei die Antriebswelle mit einem ersten Antriebsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor und/oder einer elektrischen Maschine, drehverbunden oder drehverbindbar ist, wobei die Abtriebswelle mit wenigstens einer antreibbaren Achse eines Kraftfahrzeugs drehverbunden ist und wobei die Zwischenwelle mit einem zweiten Antriebsmotor, vorzugsweise mit einer als Elektromotor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, drehverbunden oder drehverbindbar ist. Bei einem solchen Antriebsstrang handelt es sich um einen Hybridantriebsstrang, bei welchem eine elektrische Maschine und eine Brennkraftmaschine zusammen oder alternativ zur Bereitstellung eines Drehmoments genutzt werden können.
[0013] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[0014] Im Sinne der Erfindung ist dabei unter einer Antriebswelle eine Welle zu verstehen, die mit einem Antriebsmotor zum Übertragen eines Drehmoments vom Antriebsmotor auf die Drehmomentübertragungsvorrichtung bzw. zu den Komponenten der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest verbunden werden kann. Die Antriebswelle ist vorzugsweise zur Drehverbindung mit dem Antriebsmotor aus einem Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung herausgeführt und insbesondere durch das Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehbar abgestützt bzw. im Gehäuse gelagert. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung eingangsseitig bzw. antriebsseitig wenigstens eine entsprechend geeignete, zusätzliche Komponente aufweist, über welche der Antriebsmotor mit der Antriebswelle drehverbunden werden kann, bspw. eine Trennkupplung, einen Zwei-Massen-Schwungrad und/oder einen Freilauf, insbesondere einen schaltbaren Freilauf.
[0015] Im Sinne der Erfindung ist unter einer Abtriebswelle eine Welle zu verstehen, die mit einer antreibbaren Achse zum Übertragen eines Drehmoments von der Drehmomentübertragungsvorrichtung bzw. deren Komponenten auf die antreibbare Achse drehfest verbunden werden kann. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgangsseitig bzw. abtriebsseitig wenigstens eine entsprechend geeignete, zusätzliche Komponente aufweist, über welche die Abtriebswelle mit der antreibbaren Achse drehverbunden werden kann, bspw. ein Getriebeelement oder eine Getriebestufe und/oder ein Differentialgetriebe. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Abtriebswelle einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ein zusätzliches, vorzugsweise als Festrad ausgebildetes Getriebeelement aufweist, das drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist, über welches die Abtriebswelle der Drehmomentübertragungsvorrichtung mit der antreibbaren Achse drehverbindbar ist.
[0016] Im Sinne der Erfindung ist unter einer Zwischenwelle eine Welle zur Drehverbindung mit wenigstens einem zweiten Antriebsmotor, insbesondere mit einer als Elektromotor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, zu verstehen. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenwelle wenigstens eine entsprechend geeignete, zusätzliche Komponente aufweist, über welche der zweite Antriebsmotor mit der Zwischenwelle drehverbindbar ist, vorzugsweise ein Getriebeelement und/oder eine Getriebestufe. Als besonders vorteilhaft hat es sich auch in diesem Fall erwiesen, wenn die Zwischenwelle einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ein zusätzliches, vorzugsweise als Festrad ausgebildetes Getriebeelement aufweist, dass drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist, über welches der zweite Antriebsmotor mit der Zwischenwelle drehverbindbar ist. Vorzugsweise sind bei einer erfindungsgemäßen Drehmomentüberragungsvorrichtung die Antriebswelle und die Abtriebswelle dabei derart zueinander angeordnet, dass sie parallel zueinander verlaufen, wobei die Zwischenwelle vorzugsweise ebenfalls parallel zur Antriebswelle und/oder zur Abtriebswelle angeordnet ist.
[0017] Unter Drehverbinden im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Verbindung zweier Elemente zu verstehen, mittels derer ein Drehmoment von einem Element auf das andere Element übertragen wird, d.h. mittels derer eine Rotation des einen Elements um eine Achse auch eine Rotation des andern Elements, insbesondere mit der gleichen Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit, um dieselbe Achse bewirkt wird. Insbesondere drehen zwei drehverbundene Elemente als Einheit, d.h. als ein Element. Vorzugsweise werden zwei Elemente durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung miteinander drehverbunden. Insbesondere kann eine solche Verbindung erreicht werden, indem ein Element auf das andere Element, etwa ein Rad auf eine Achse, gepresst wird und/oder indem ein Element in das andere Element eingreift, etwa mittels eines Bolzens, einer Schulter oder kämmenden Zähnen.
[0018] Unter drehverbindbar wird im Sinne der Erfindung entsprechend verstanden, dass die im jeweiligen Zusammenhang genannten Komponenten derart miteinander verbunden werden können, dass ein Drehmoment übertragen werden kann bspw. durch Schließen einer vorhandenen Kupplung oder dergleichen. Die Komponenten müssen dabei nicht direkt bzw. unmittelbar, d.h. ohne Zwischenelemente, miteinander drehverbunden oder drehverbindbar sein, sondern können dabei auch indirekt bzw. mittelbar, d.h. über wenigstens eine, im Leistungsüber tragungspfad der beiden Komponenten angeordnete, zusätzliche Komponente miteinander drehverbunden oder drehverbindbar sein.
[0019] Im Sinne der Erfindung ist unter einem Getriebeelement ein Element zu verstehen, welches in Zusammenspiel mit wenigstens einem weiteren Getriebeelement zur Drehmomentübertragung zwischen Wellen eingerichtet ist. Vorzugsweise ist wenigstens ein Getriebeelement einer Drehmomentüberragungsvorrichtung als Zahnrad ausgebildet, insbesondere als Stirnrad, wobei schrägverzahnte Stirnräder besonders vorteilhaft sind. Besonders bevorzugt sind dabei sämtliche Getriebeelemente der Drehmomentübertragungsvorrichtung als Zahnräder ausgebildet, insbesondere als schräg verzahnte Stirnräder. Alternativ können die Getriebeelemente oder zumindest ein Teil der Getriebeelemente aber auch als Riemen, insbesondere Ketten, Reibräder und/oder als ähnliche drehmomentübertragende Elemente ausgebildet sein.
[0020] Im Sinne der Erfindung ist unter einem Losrad ein Getriebeelement zu verstehen, welches sich um eine Welle dreht, mit dieser Welle jedoch nicht drehfest verbunden ist. Insbesondere kann ein Losrad mit einer Schalteinrichtung, vorzugsweise einer Klauenkupplung mit/oder ohne Synchronisierung, drehfest mit der Welle verbunden werden und/oder mit einem zweiten Losrad, beispielsweise mittels einer um die Welle angeordneten Hohlwelle, gekoppelt sein.
[0021] Vorzugsweise sind sämtliche Getriebeelemente einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, insbesondere in einem gemeinsamen Getriebegehäuse.
[0022] Das erste Getriebeelement der Antriebswelle und das erste Getriebeelement der Abtriebswelle definieren vorzugsweise die erste Getriebeelement-Ebene, das zweite Getriebeelement der Antriebswelle und das zweite Getriebeelement der Abtriebswelle definieren die zweite Getriebeelement-Ebene und das dritte Getriebeelement der Antriebswelle und das dritte Getriebeelement der Abtriebswelle definieren entsprechend die dritte Getriebeelement-Ebene, wobei erfindungsgemäß jeweils die ersten Getriebeelemente miteinander in Eingriff sind, d.h. zur Drehmomentübertragung wirkverbunden sind, insbesondere miteinander kämmen. Entsprechend sind auch die zweiten Getriebeelemente und die dritten Getriebeelemente miteinander in Eingriff.
[0023] Besonders vorteilhaft erweist sich die Konfiguration der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung bei einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug. In diesem Fall ist, wie bereits weiter oben zu den Wellen ausgeführt, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine mit der Antriebswelle drehmomentübertragend verbunden, Antriebsräder des Kraftfahrzeugs sind mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbunden und eine Elektromaschine ist mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden.
[0024] Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung weist dann wenigstens vier Gänge im verbrennungsmotorischen Kraftübertragungszweig und einen Gang im elektromotorischen Kraftübertragungszweig auf. Ein sogenannter Boost-Betrieb, bei welchem die Elektromaschine im verbrennungsmotorischen Betrieb zusätzliche Leistung zum Antrieb des Fahrzeuges bereitstellt, oder ein Lade-Betrieb bei welchem die Elektromaschine im generatorischen Betrieb Leistung aus dem verbrennungsmotorischen Betrieb abzweigt, sind in allen Gängen des verbrennungsmotorischen Kraftübertragungszweigs möglich. Dabei kann flexibel zwischen verbrennungsmotorischem Betrieb und elektromotorischen Betrieb gewechselt werden, insbesondere kann der verbrennungsmotorische Kraftübertragungszweig während einem elektromotorischen Betrieb aufgetrennt werden und auch der elektromotorische Kraftübertragungszweig kann flexibel während eines Betriebs der Brennkraftmaschine getrennt oder etabliert werden. Des Weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung einen generatorischen Betrieb der Elektromaschine im Stillstand eines Kraftfahrzeugs, d.h. einen Gang zum Laden-im Stand, da die Abtriebswelle vollständig vom Leistungsfluss entkoppelt werden kann. In einer Neutralstellung kann die Abtriebswelle sowohl von der Antriebswelle wie auch von der Zwischenwelle entkoppelt werden. In diesem Neutral-Gang ist beispielsweise ein Rollen des Fahrzeugs, insbesondere ein sogenanntes Segeln, möglich.
[0025] Mittels einer Elektromaschine an der Zwischenwelle können, je nach Drehrichtung der
Elektromaschine, dabei wenigstens ein Vorwärtsgang und ein Rückwärtsgang sowie Anfahren in beide Richtungen realisiert werden. Elektrisches Anfahren ist erfindungsgemäß für Geschwindigkeiten von insbesondere bis zu 160 km/h möglich. Durch das direkte Anbinden der Zwischenwelle an die Abtriebswelle ist eine sogenannte Torque-Fill-Funktion möglich, das heißt ein lastunterberechnungsfreies Schalten zwischen allen Gängen des verbrennungsmotorischen Betriebs. Hierbei übernimmt die Elektromaschine die Bereitstellung des notwendigen Drehmoments, während der verbrennungsmotorische Kraftübertragungszweig in einem Gang unterbrochen wird, die Drehzahl und die Leistung der Brennkraftmaschine auf einen neuen Gang eingestellt wird und der neue Gang im verbrennungsmotorischen Kraftübertragungszweig eingekoppelt wird.
[0026] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 weist die Abtriebswelle ein sechstes Getriebeelement auf, welches als Festrad ausgebildet ist. Mit dem sechsten Getriebeelement kann die Leistung beispielsweise an eine parallel angeordnete Differentialgetriebewelle abgegeben werden, sofern diese ein weiteres Getriebeelement aufweist.
[0027] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement der Abtriebswelle drehverbunden. Insbesondere kann mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung ein oder mehrere sogenannte Windungsgänge realisiert werden.
[0028] Bei einem Windungsgang im Sinne der Erfindung wird die Leistung wenigstens zweimal über die gleiche Wellenachse geleitet. In der vorliegenden Ausgestaltung können Losräder der Antriebswelle und der Abtriebswelle und/oder der Zwischenwelle in der Weise gekoppelt werden, dass die jeweiligen Leistungsübertragungspfade im verbrennungsmotorischen Betrieb zweimal über die Abtriebswellenachse geführt werden. Beim ersten Mal über gekoppelte Losräder auf der Abtriebswelle und beim zweiten Mal auf ein Festrad oder ein festgesetztes Getriebeelement der Abtriebswelle, so dass die Leistung an Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs ausgegeben werden kann.
[0029] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weisen die Antriebswelle und die Abtriebswelle jeweils zusätzlich ein viertes Getriebeelement auf, welche miteinander in Eingriff sind und in einer gemeinsamen vierten Getriebeelementebene angeordnet sind. Vorzugsweise ist dabei das vierte Getriebeelement der Abtriebswelle als Festrad ausgebildet und das vierte Getriebeelement der Antriebswelle ist als Losrad ausgebildet und mittels der zweiten Schalteinrichtung alternativ zum dritten Getriebeelement der Antriebswelle mit dem zweiten Getriebeelement der Antriebswelle drehverbindbar. Mittels dieser weiteren vierten Getriebeelementebene sind wenigstens sechs Gänge im verbrennungsmotorischen Betrieb und zwei Gänge im elektromotorischen Betrieb möglich. In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung sogar acht Gänge im verbrennungsmotorischen Betrieb und vier Gänge im elektromotorischen Betrieb auf. Insbesondere steht mit der vierten Getriebeelementebene ein weiterer Gang zum Laden-im-Stand zur Verfügung.
[0030] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit einem der Getriebeelemente der Abtriebswelle im Eingriff. Weiter vorzugsweise weist die Zwischenwelle dabei ein zweites Getriebeelement auf, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle mittels des vierten Schaltelements, alternativ zu dem ersten Getriebeelement der Zwischenwelle, drehverbindbar ist und mit einem weiteren der Getriebeelemente der Abtriebswelle in Eingriff ist. Vorzugsweise ist bei einer solchen Ausgestaltung das vierte Schaltelement zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement der Abtriebswelle angeordnet und kann, je nach Schaltstellung, das erste Getriebeelement oder das zweite Getriebeelement mit der Zwischenwelle drehverbinden. Durch die beiden Schaltstellungen können zwei verschiedene Leistungsübertragungspfade, ausgehend von der Zwischenwelle, realisiert werden, durch welche wenigstens zwei bzw. ein weiterer Gang im elektromotorischen Betrieb realisiert werden kann bzw. können.
[0031] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit einem der Getriebeelemente der Abtriebswelle im Eingriff und die Zwischenwelle weist ein zweites Getriebeelement auf, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle mittels einer fünften Schalteinrichtung drehverbindbar ist und mit einem weiteren der Getriebeelemente der Abtriebswelle in Eingriff ist. Durch das Vorsehen einer fünften Schalteinrichtung, zusätzlich zur vierten Schalteinrichtung, mit welchen das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle unabhängig voneinander mit der vierten Getriebewelle drehverbunden werden können, insbesondere auch gleichzeitig, können weitere Windungsgänge realisiert werden, bei welchen der Leistungsübertragungspfad über die Zwischenwelle verläuft.
[0032] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem ersten oder zweiten Getriebeelement der Antriebswelle in Eingriff. Vorzugsweise weist die Zwischenwelle dabei ein zweites Getriebeelement auf, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle mittels der vierten Schalteinrichtung, alternativ zu dem ersten Getriebeelement der Zwischenwelle, drehverbindbar ist und mit einem der Getriebeelemente der Abtriebswelle, insbesondere dem zweiten, vierten oder fünften Getriebeelement, drehverbindbar ist. Auch mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung können wenigstens zwei Gänge im elektromotorischen Betrieb bzw. ein zusätzlicher Gang im elektromotorischen Betrieb realisiert werden. Im Unterschied zu der Ausgestaltung, bei welcher die Getriebeelemente der Zwischenwelle in Eingriff mit Getriebeelementen der Abtriebswelle stehen, kann mit der vorliegenden Ausgestaltung eine andere Bauart realisiert werden, bei welcher nicht die Abtriebswelle, sondern die Antriebswelle mittig angeordnet ist.
[0033] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem ersten oder zweiten Getriebeelement der Antriebswelle in Eingriff. Vorzugsweise weist dabei die Zwischenwelle ein zweites Getriebeelement auf, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle mittels einer fünften Schalteinrichtung drehverbindbar ist und welches mit einem der Getriebeelemente der Abtriebswelle, insbesondere dem zweiten, vierten oder fünften Getriebeelement, drehverbunden ist. Wie bei der vorherigen Ausgestaltung ist in dieser Bauform die Antriebswelle mittig zwischen den beiden anderen Wellen angeordnet. Im Unterschied kann bei der vorliegenden Ausgestaltung jedoch das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle mittels der fünften Schalteinrichtung unabhängig von dem ersten Getriebeelement mit der Zwischenwelle drehverbunden werden. Hierdurch lassen sich insbesondere Windungsgänge, welche über die Zwischenwelle verlaufen, realisieren.
[0034] Beiden vorgenannten Ausgestaltungen ist gemein, dass durch den Leistungsübertragungspfad, welcher von dem zweiten Getriebeelement der Zwischenwelle auf ein Getriebeelement der Abtriebswelle führt, ein Rückwärtsgang bzw. Retourgang im verbrennungsmotorischen Betrieb realisiert ist.
[0035] Um diesen Rückwärtsgang in einen zusätzlichen Vorwärtsgang im verbrennungsmotorischen Betrieb wandeln zu können, weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eine Umkehrwelle auf, auf welcher ein weiteres Getriebeelement angeordnet ist. Dieses ist einerseits in Eingriff mit dem zweiten Getriebeelement der Zwischenwelle und andererseits mit einem der Getriebeelemente der Abtriebswelle drehverbunden. Auf diese Weise werden aus den vorher erwähnten Windungsgängen, welche über die Zwischenwelle verlaufen, Vorwärtsgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb.
[0036] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abtriebswelle ein fünftes Getriebeelement auf, welches als Festrad ausgebildet ist und mit dem zweiten Getriebeelement der Zwischenwelle in Eingriff ist. Durch diese Ausgestaltung sind wenigstens zwei Gänge im elektromotorischen Betrieb möglich.
[0037] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das sechste Getriebeelement der Abtriebswelle mit dem zweiten Getriebeelement der Zwischenwelle drehverbunden. Hierdurch lassen sich Windungsgänge über die Zwischenwelle realisieren, ohne dabei zusätzliche Festräder auf der Abtriebswelle vorsehen zu müssen. Das sechste Getriebeelement der Abtriebswelle dient hierbei sowohl zur Übertragung der Leistung an ein Differentialgetriebe bzw. die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs als auch zur Realisierung wenigstens eines Windungsgangs.
[0038] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem zweiten Getriebeelement der Abtriebswelle und das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem fünften Getriebeelement der Abtriebswelle, welches ein Festrad ist, in Eingriff.
[0039] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem zweiten Getriebeelement der Abtriebswelle und das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem vierten Getriebeelement der Abtriebswelle, welches ein Festrad ist, in Eingriff.
[0040] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem zweiten Getriebeelement der Abtriebswelle und das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem dritten Getriebeelement der Abtriebswelle in Eingriff.
[0041] Alle vordefinierten vorteilhaften Ausgestaltungen ermöglichen eine besonders Bauraumsparende Anordnung der einzelnen Elemente der Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie deren Anbindung in einem Antriebsstrang bzw. einem Fahrzeug. Insbesondere kann hierdurch eine besonders geringe Anzahl an Zahnrädern und Schaltelementen eine Vielzahl an Gängen im verbrennungsmotorischen Betrieb realisieren.
[0042] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem dritten Getriebeelement der Abtriebswelle und das zweite Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem vierten Getriebeelement der Abtriebswelle in Eingriff.
[0043] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem ersten Getriebeelement der Antriebswelle in Eingriff.
[0044] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Getriebeelement der Zwischenwelle mit dem zweiten Getriebeelement der Antriebswelle in Eingriff.
[0045] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weisen die erste Schalteinrichtung und/oder die zweite Schalteinrichtung und/oder die vierte Schalteinrichtung eine Neutralstellung auf. In der Neutralstellung sind zwei von der jeweiligen Schalteinrichtung geschaltete Getriebeelemente, welche als Losräder auf der jeweiligen Welle ausgebildet sind, beide nicht mit der jeweiligen Welle drehverbunden. Dadurch kann gewährleistet sind, dass in diesem Falle eine Entkopplung der Welle von den ihr zugeordneten Getriebeelementen möglich ist.
[0046] Die im Vorhergehenden in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und umgekehrt. Alle vorteilhaften Ausgestaltungen können hierbei frei miteinander kombiniert werden.
[0047] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der Antriebswelle und dem ersten Antriebsmotor ein Zwei-Massen-Schwungrad und/oder ein Freilauf zwischengeschaltet. Das Zwei-Massen-Schwungrad dient dabei zur Reduzierung von Schwingungen in dem Antriebsstrang. Mit dem Freilauf kann erreicht werden, dass die Brennkraftmaschine nicht mitgeschleppt wird, wenn beispielsweise die von der Elektromaschine bereitgestellte Drehzahl jene der Brennkraftmaschine übersteigt.
[0048] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebsstrangs ist die antreibbare Achse, insbesondere eine Differentialgetriebeachse, mit dem sechsten Getriebeelement drehverbunden.
[0049] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebsstrangs ist der zweite Antriebsmotor, insbesondere dessen Welle, vorzugsweise über ein erstes Getriebeelement, mit dem dritten Getriebeelement, welches als Festrad ausgebildet ist, drehverbunden. Über diese zusätzliche Getriebestufe lässt sich die von der Elektromaschine ausgegebene Leistung bzw. die vom Elektromotor ausgegebene Leistung in einem für die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung geeignetes Drehmoment-/Drehzahlverhältnis transformieren.
[0050] Diese und weitere Merkmale und Vorteile gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, für die ebenfalls Schutz beansprucht wird.
[0051] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert, wobei Bauteile mit gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen aufweisen. In den Figuren zeigen wenigstens teilweise schematisch: [0052] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert, wobei Bauteile mit gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen aufweisen. In den Figuren zeigen wenigstens teilweise schematisch: [0053] Fig. 1A einen Antriebsstrang mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0054] Fig. 1B eine Schalttabelle des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 1A; [0055] Fig. 2A einen Antriebsstrang mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0056] Fig. 2B eine Schalttabelle des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 2A; [0057] Fig. 3A einen Antriebsstrang mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0058] Fig. 3B eine Schalttabelle des dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 3A; [0059] Fig. 4A einen Antriebsstrang mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0060] Fig. 4B eine Schalttabelle des vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 4A; [0061] Fig. 5A einen Antriebsstrang mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0062] Fig. 5B eine Schalttabelle des fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 5A; [0063] Fig. 6A einen Antriebsstrang mit einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0064] Fig. 6B eine Schalttabelle des sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 6A; [0065] Fig. 7A einen Antriebsstrang mit einem elften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0066] Fig. 7B eine Schalttabelle des sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 7A; [0067] Fig. 8A einen Antriebsstrang mit einem achten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0068] Fig. 8B eine Schalttabelle des sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 8A; [0069] Fig. 9A einen Antriebsstrang mit einem neunten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0070] Fig. 9B eine Schalttabelle des neunten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 9A; [0071] Fig. 10A einen Antriebsstrang mit einem zehnten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; [0072] Fig. 10B eine Schalttabelle des zehnten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 10A; [0073] Fig. 11A einen Antriebsstrang mit einem elften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung; und [0074] Fig. 11B eine Schalttabelle des sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 11A.
[0075] Fig. 1A zeigt einen Antriebsstrang mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60. Dabei erzeugt ein erster Antriebsmotor 10, insbesondere eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Hubkolbenmaschine, vorzugsweise durch die Verbrennung eines Kraftstoffs, ein Drehmoment auf einer Welle, welche mit einem Zweimassenschwungrad 20 zur Reduzierung von Drehschwingungen kommuniziert. Das Zweimassenschwungrad 20 kommuniziert wiederum über eine weitere Welle mit einem Freilauf 30 zur Vermeidung einer Rückkopplung eines Drehmoments aus einem Getriebe der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 auf das Zweimassenschwungrad 20 und/oder den ersten Antriebsmotor 10. Das Getriebe der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 nimmt das Drehmoment von dem Freilauf 30 über eine Antriebswelle W1 auf. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 ist insbesondere dazu eingerichtet, das Drehmoment über eine Abtriebswelle W2 an wenigstens eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs über eine antreibbare Achse W5, insbesondere eine Differentialgetriebeachse, an ein Differenzialgetriebe 40 und über eine Motorwelle W4 an einen zweiten Antriebsmotor 50, insbesondere eine elektrische Maschine, etwa einen Elektromotor und/oder Generator, zu übertragen und/oder von diesen aufzunehmen.
[0076] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 weist eine erste Getriebeelementebene E1, eine zweite Getriebeelementebene E2 und eine dritte Getriebeelementebene E3 auf, in denen und/oder zwischen denen jeweils Getriebeelemente Z1-Z16 angeordnet sind. Mittels dieser Getriebeelemente Z1-Z16 sind verschiedene Wellen der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, insbesondere die Antriebswelle W1, die Abtriebswelle W2, eine Zwischenwelle W3, die Motorwelle W4 und die Fahrzeugachse W5 wirkverbunden oder wirkverbindbar, d.h. ein Drehmoment kann dauerhaft oder geschaltet zwischen diesen übertragen werden.
[0077] Die Getriebeelemente Z1-Z16 sind bevorzugt als Zahnräder ausgebildet. Alternativ können die Getriebeelemente oder zumindest ein Teil der Getriebeelemente Z1-Z16 auch als Riemen, insbesondere Ketten, Reibräder und/oder als ähnliche drehmomentübertragende Elemente ausgebildet sein.
[0078] Die Antriebswelle W1 weist in der ersten Getriebeelementebene E1 ein erstes Zahnrad Z1, in der zweiten Getriebeelementebene E2 ein zweites Zahnrad Z3 und in der dritten Getriebeelementebene E3 ein drittes Zahnrad Z5 auf, welche jeweils als Losrad ausgebildet sind. Eine erste Schalteinrichtung SE1 ist zwischen der ersten Getriebeelementebene E1 und der zweiten Getriebeelementebene E2, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z1, Z2 der Antriebswelle W1, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 in einer ersten Schaltstellung S1 mit der Antriebswelle W1 zu drehverbinden.
[0079] Durch die Drehverbindung der Antriebswelle W1 mit dem ersten Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 rotiert das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 mit der Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle W1.
[0080] Die erste Schalteinrichtung SE1 ist zudem dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 in einer zweiten Schaltstellung S2 mit der Antriebswelle W1 zu drehverbinden. Befindet sich die erste Schalteinrichtung SE1 in der zweiten Schaltstellung S2, ist das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 nicht mit der Antriebswelle W1 drehverbunden. Entsprechendes gilt für die Schaltstellung S1 das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1.
[0081] Des Weiteren kann die erste Schalteinrichtung SE1 eine Neutralposition einnehmen, in welcher diese weder mit dem Zahnrad Z1 noch mit dem zweiten Zahnrad Z2 der Antriebswelle W1 koppelt. In diesem Fall können sich diese Zahnräder Z1, Z3, welche als Losräder ausgebildet sind, vorzugsweise unabhängig von einer Drehung der Antriebswelle W1 drehen.
[0082] Eine zweite Schalteinrichtung SE2 ist dazu eingerichtet, das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 in einer dritten Schaltstellung S3 mit dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 zu drehverbinden. Dadurch kann das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 mit der Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit des zweiten Zahnrads Z3 der Antriebswelle W1 rotieren.
[0083] Die Abtriebswelle W2 weist in der ersten Getriebeelementebene E1 ein erstes Zahnrad Z2, in der zweiten Getriebeelementebene E2 ein zweites Zahnrad Z4 und in der dritten Getriebeelementebene E3 ein drittes Zahnrad Z6 auf. Dabei sind die ersten Zahnräder Z1, Z2, die zweiten Zahnräder Z3, Z4 und die dritten Zahnräder Z5, Z6 der Antriebswelle W1 der Abtriebswelle W2 jeweils benachbart, insbesondere miteinander kämmend, angeordnet. Dadurch kann das Drehmoment in Abhängigkeit der Drehverbindung der Zahnräder Z1, Z3, Z5 der Antriebswelle W1 mit der Antriebswelle W1, d.h. der Schaltstellungen S1, S2, S3, über wenigstens eines der Zahnräder Z2, Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 auf die Abtriebswelle W2 übertragen werden.
[0084] Unter wenigstens zwei Zahnrädern, die miteinander kämmend angeordnet sind, sind im Sinne der Erfindung insbesondere wenigstens zwei Zahnräder zu verstehen, die miteinander in Eingriff stehen, d.h. die nebeneinander angeordnet sind und in einer Wirkverbindung stehen. Insbesondere versetzt eine Rotation eines Zahnrads ein mit diesem kämmend angeordnetes weiteres Zahnrad ebenfalls in Rotation.
[0085] Das erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2 und das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 sind dabei als Losräder ausgebildet und zudem miteinander über eine gemeinsame Hohlwelle drehverbunden. Das dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 ist dagegen als Festrad, d.h. mit ständiger Drehverbindung zur Abtriebswelle W2, ausgebildet.
[0086] Eine dritte Schalteinrichtung SE3 ist zwischen dem der zweiten Getriebeelementebene E2 und der dritten Getriebeelementebene E3, insbesondere zwischen dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 und dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W3, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z2 und das damit ständig drehverbundene zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 in einer fünften Schaltstellung S5 mit der Abtriebswelle W2 zu drehverbinden.
[0087] Durch diese Anordnung von Zahnrädern Z1-Z6 der Antriebswelle W1, der Abtriebswelle W2 und der Schalteinrichtungen SE1-SE3 können selektiv einzelne Getriebeelementebenen E1, E2, E3 ausgewählt werden, durch welche Zahnräder Z1, Z3, Z5 der Antriebswelle W1 gemeinsam mit Zahnrädern Z2, Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 ein Drehmoment der Antriebswelle W1 auf die Abtriebswelle W2 übertragen.
[0088] Die Zahnräder Z1, Z3, Z5 der Antriebswelle W1 und die Zahnräder Z2, Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 weisen bevorzugt unterschiedliche Größen bzw. Durchmesser auf, so dass bei der Übertragung des Drehmoments und einer Drehzahl von der Antriebswelle W1 auf die Abtriebswelle W2 die Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle W2 in Abhängigkeit der Schaltstellungen S1-S3 gemäß der durch die unterschiedlichen Größen bzw. Durchmesser gegebenen Übersetzung gesteuert wird.
[0089] Die Abtriebswelle W2 weist zudem ein sechstes, als Festrad ausgebildetes Zahnrad Z15 auf, welches mit einem Zahnrad Z16 der Fahrzeugachse W5 kämmt, so dass der erste Antriebsmotor 10 mit dem Differenzialgetriebe 40 drehmomentverbunden ist. Dabei sind das sechste Zahnrad Z15 der Abtriebswelle W2 und das Zahnrad Z16 der Fahrzeugachse W5 vor der ersten Getriebeelementebene E1 angeordnet.
[0090] Die Zwischenwelle W3 weist in der dritten Getriebeelementebene E3 ein erstes Zahnrad Z9 und in der zweiten Getriebeelementebene E2 ein zweites Zahnrad Z11 auf. Sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 ist als Losrad ausgebildet. Dabei ist das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der dritten Getriebeelementebene E3 neben, insbesondere kämmend mit, dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 und das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der zweiten Getriebeelementebene E2 neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 angeordnet.
[0091] Eine vierte Schalteinrichtung SE4 ist zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene E2, E3, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3, angeordnet und dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in einer sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 und das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in einer siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden. Dadurch wird das Drehmoment des ersten und zweiten bzw. dritten Zahnrads Z2, Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 auf oder von der Zwischenwelle W3 mittels des ersten und zweiten Zahnrads Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 übertragen.
[0092] Vorzugsweise weisen auch die Zahnräder Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 unterschiedliche Größen bzw. Durchmesser auf, so dass gemäß der dadurch gegebenen Übersetzung die Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle W2 oder der Zwischenwelle W3 gesteuert werden kann.
[0093] Die Zwischenwelle W3 weist zudem ein drittes Zahnrad Z14 auf, welches zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene E1, E2 angeordnet und als Festrad ausgebildet ist. Das dritte Zahnrad Z14 der Zwischenwelle W3 kämmt mit einem ersten Zahnrad Z13 der Motorwelle W4, welches ebenfalls zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene E1, E2 angeordnet ist. Dadurch sind die Zahnräder Z1-Z16 oder zumindest ein Teil der Zahnräder Z1-Z16 mit dem zweiten Antriebsmotor 50 drehmomentverbunden und können mittels diesem insbesondere mit einer vorgegebene Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit rotiert werden, insbesondere, wenn die entsprechenden Zahnräder nicht gleichzeitig mit dem ersten Antriebsmotor 10 drehmomentverbunden sind. Vorzugsweise kann dadurch die Rotationsgeschwindigkeit zweier Zahnräder, von denen eines mit dem ersten Antriebsmotor 10 drehmomentverbunden und das andere mit dem zweiten Antriebsmotor 50 drehmomentverbunden ist, angeglichen werden, so dass die zwei Zahnräder über eine Welle miteinander drehverbunden werden, wobei insbesondere eine Beschädigung der betreffenden Zahnräder durch eine Drehverbindung bei ungleichen Rotationsgeschwindigkeiten vermieden wird.
[0094] Durch die in Fig. 1A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere vier Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[0095] Mit dem in Bezug auf Fig. 1A beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel lassen sich mittels elf Zahnrädern und vier Schaltelementen sowie drei aus diesen gebildeten Getriebeelementebenen E1, E2, E3 vier Gänge im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM 1 bis 4, eine Neutralstellung N, in welcher die Abtriebswelle W2 frei drehbar ist, drei Gänge im elektromotorischen Betrieb EM1, EM2, EM3 sowie zwei Gänge zum Laden im Stand L1, L2 realisieren. In allen vier Gängen im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM 1 bis 4 kann hierbei die Elektromaschine für eine zusätzliche Boost-Funktion oder einen Generatorbetrieb zugekoppelt werden.
[0096] Die entsprechenden Schaltzustände der jeweiligen Schaltelemente SE1 bis SE4 sind in Fig. 1B dargestellt.
[0097] Der erste Gang im verbrennungsmotorischen Betrieb, kurz erster VKM-Gang, VKM1 ist ein Windungsgang, wobei die Schaltelemente SE1 und SE2 die Schaltstellungen S1 und S3 einnehmen. Der Leistungsübertragungspfad beginnt in diesem Gang bei der Brennkraftmaschine 10, wobei die Leistung über das Zwei-Massen-Schwungrad 30 und den Freilauf bzw. die Trennkupplung 30 auf die Antriebswelle W1 übertragen wird. Von dort wird der Leistungsfluss über das erste Schaltelement SE1 auf das erste Zahnrad der Antriebswelle Z1 übertragen und von dort auf das erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle, welches ein Losrad ist und mit dem ebenfalls als Losrad ausgebildeten zweiten Zahnrad der Abtriebswelle W2 fest gekoppelt ist. Dieses kämmt wiederum mit dem zweiten Zahnrad Z3 der ersten Antriebswelle W1. Von hier wird der Leistungsfluss über das Schaltelement SE2 auf das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 übertragen, welches mit dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle kämmt. Dieses ist als Festrad auf der Abtriebswelle W2 ausgebildet, so dass die Leistung über das sechste Getriebeelement Z15 der Abtriebswelle W2 auf ein Getriebeelement Z16 des Differentialgetriebes 40 übertragen wird und von dort über die Fahrzeugachse W5 an Räder eines Kraftfahrzeugs abgegeben werden kann.
[0098] Im zweiten VKM-Gang VKM2 sind die Schaltstellungen S1 und S5 der Schaltelemente SE1 und SE3 belegt. Entsprechend wird die Leistung wiederum von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement SE1 auf das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 übertragen und von dort auf das gekoppelte zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2. Dieses ist über das dritte Schaltelement SE3 mit der Abtriebswelle W2 gekoppelt, wodurch wiederum die Fahrzeugwelle W5 angetrieben wird.
[0099] Im dritten VKM-Gang VKM3 sind die Schaltstellungen S2 und S3 des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements SE1, SE2 geschaltet. Der Leistungsfluss verläuft hierbei von der Antriebswelle E1 über das erste Schaltelement SE1 auf das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1, welches über das Schaltelement SE2 mit dem dritten Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 gekoppelt ist. Da das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 mit dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 in der dritten Getriebeelementebene E3 kämmt, wird hierdurch auch die Abtriebswelle W2 angetrieben und somit auch die Fahrzeugwelle W5.
[00100] Für den vierten VKM-Gang VKM4 liegen die Schaltstellungen S2 und S5 des ersten Schaltelements SE1 und des zweiten Schaltelements SE3 vor. Der Leistungsfluss verläuft von der Antriebswelle W1 ausgehend auf das erste Schaltelement SE1 auf das zweite Zahnrad Z3 der Abtriebswelle W1 und von dort über das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2, welches mit dem Zahnrad Z3 kämmt und in der zweiten Getriebeelementebene E2 angeordnet ist, sowie über das dritte Schaltelement SE3 auf die Abtriebswelle W2. Entsprechend wird auch die Fahrzeugwelle W5 mit Leistung versorgt und damit in eine Drehung versetzt.
[00101] Ist das Schaltelement SE4 in den vier VKM-Gängen in der Neutralstellung, so ist die Elektromaschine 50 entkoppelt. In allen vier VKM-Gängen kann die Elektromaschine 50 jedoch durch Verschieben des Schaltelements SE4 in die Schaltstellung S6 oder die Schaltstellung S7 als Boost- oder Generatorfunktion in den Leistungsfluss des verbrennungsmotorischen Betriebs eingekoppelt werden. In der Schaltstellung S6 wird hierbei Drehmoment von der Motorwelle W4 über das Zahnrad Z13 der Motorwelle auf das Zahnrad Z14 der Zwischenwelle W3 übertragen. Über das Schaltelement SE4 und das zweite Zahnrad Z11 der Eingangswelle W3, welches als Losrad ausgebildet ist, wird die Leistung über das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 in den Leistungsfluss der VKM-Gänge eingespeist, wobei die Abtriebswelle W2 als Summationswelle dient. Ebenso kann auf diese Weise Leistung aus dem Leistungsfluss der VKM-Gänge entnommen werden. Alternativ kann das Schaltelement SE4 in Schaltstellung S7 gebracht werden. Dann erfolgt der Leistungsfluss über das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 auf das dritte Zahnrad Z6 der als Summationswelle dienenden Abtriebswelle W2, wo die Leistung der Elektromaschine 50 mit dem Leistungsfluss der VKM-Gänge gekoppelt wird.
[00102] Die Schaltstellung S7 des vierten Schaltelements SE4 dient auch zum Realisieren des sogenannten Torque-Fill-Betriebs. Hierbei kann die Elektromaschine beim Wechseln der VKM-Gänge VKM1 - VKM4 übergangsweise die Bereitstellung einer Leistung übernehmen, so dass zwischen den einzelnen VKM-Gängen VKM1 - VKM4 lastfrei geschaltet werden kann, auch wenn die Antriebswelle W1 nicht von der Abtriebswelle W2 vollständig entkoppelt ist. Insbesondere ist hierdurch auch ein lastbrechungsfreies Schalten in allen VKM-Gängen VKM1 - VKM4 möglich.
[00103] In den Gängen im elektromotorischen Betrieb, kurz EM-Gängen, EM1, EM2, EM3 ist die Antriebswelle W1 von der Abtriebswelle W2 entkoppelt. Bei dem EM-Gang EM1, welcher ein Windungsgang ist, sind die Schaltstellungen S3 und S6 der Schaltelemente SE2, SE4 eingelegt. Das Schaltelement SE1 befindet sich in Neutralstellung. Der Leistungsfluss verläuft in diesem Fall, ausgehend von der Elektromaschine 50, über die Zwischenwelle W3 und das Schaltelement SE4 auf das zweite Zahnrad Z13 der Zwischenwelle W3. Dieses kämmt mit dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2, welches wiederum mit dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 in der zweiten Getriebeelementebene E2 kämmt. Da sowohl das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 als auch das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 als Losräder ausgebildet sind, wird hierbei keine Leistung an die Abtriebswelle W2 bzw. Antriebswelle W1 übertragen. Vielmehr wird die Leistung über das zweite Schaltelement SE2 nun weiter auf das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 und von dort auf das dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 übertragen. Da das Zahnrad Z5 wiederum als Losrad ausgebildet ist, wird wiederum keine Leistung auf die Antriebswelle W1 übertragen und erst das als Festrad ausgebildete dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 überträgt die Leistung auf die Abtriebswelle W2 und damit auf die Fahrzeugwelle W5.
[00104] In dem zweiten elektromotorischen Gang EM2 sind die Schaltstellungen S5 und S6 des dritten Schaltelements SE3 und des vierten Schaltelements SE4 angewählt. Das Schaltelement SE1 ist wiederum in Neutralstellung. Wiederum wird Leistung, ausgehend von der Elektromaschine 50, über die Zwischenwelle W3, das vierte Schaltelement SE4 auf das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 und von dort über das dritte Schaltelement SE3 auf die Abtriebswelle W2 und damit an die Fahrzeugwelle W5 übertragen.
[00105] In dem dritten elektromotorischen Gang EM3 ist nur die Schaltstellung S7 des vierten Schaltelements SE4 angewählt, das Schaltelement SE1 befindet sich wiederum in Neutralstellung. Bei diesem EM-Gang wird, ausgehend von der Elektromaschine 50, über die Zwischenwelle W3 und das Schaltelement SE4 Leistung auf das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 übertragen, welches mit dem als Festrad ausgebildeten dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 kämmt und damit Leistung auf die Abtriebswelle W2 und damit auch auf die Fahrzeugwelle W5 überträgt. Da in den elektromotorischen Gängen EM1, EM2, EM3 das Schaltelement SE1 stets in Neutralstellung ist, ist die Antriebswelle W1 von der Abtriebswelle W2 entkoppelt.
[00106] Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels zwei Gänge auf, welche zum Laden im Stand dienen und mit L1, L2 in Fig. 1B bezeichnet sind. Bei dem Gang zum Laden-im-Stand L1 ist hierbei die Schaltstellung S1 und die Schaltstellung S6 angewählt. Der Leistungsfluss verläuft von der Brennkraftmaschine 10 kommend über die Antriebswelle W1 auf das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 und von dort auf das mit diesem kämmende erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2, wobei Z1 und Z2 in der ersten Getriebeelementebene E1 liegen. Da das erste Zahnrad Z2 und das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 mechanisch über eine Hohlwelle gekoppelt sind, wird die Leistung weiter über das Zahnrad Z4 auf das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 übertragen und von dort über das Schaltelement SE4 auf die Zwischenwelle W3. Diese treibt wiederum das dritte Zahnrad Z14 der Zwischenwelle W3 an, von wo die Leistung über das Zahnrad Z13 der Motorwelle W4 an die Elektromaschine weitergeleitet wird.
[00107] In dem zweiten Gang für Laden-im-Stand L2 befindet sich das erste Schaltelement SE1 statt in der Schaltstellung S1 in der Schaltstellung S2. Der Leistungsfluss verläuft hierbei ausgehend von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement SE1 auf das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1, welches mit dem ebenfalls als Losrad ausgebildeten zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 in der zweiten Getriebeelementebene E2 kämmt. Dieses kämmt wiederum mit dem zweiten Zahnrad Z11 der Abtriebswelle W3, immer noch in der zweiten Getriebeelementebene E2. Von dort wird die Leistung über das Schaltelement SE4 auf die Zwischenwelle W3 und von dort, wie vorhin ausgeführt, an die Elektromaschine 50 weiterge reicht.
[00108] Zusätzlich weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 einen neutralen Gang N auf, in welchem die Zwischenwelle W3 und die Antriebswelle W1 von der Abtriebswelle W2 vollständig entkoppelt sind. Hierbei können beispielsweise die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs frei drehen, so dass beispielsweise die Fährbetriebe Rollen bzw. Segeln möglich sind.
[00109] Anfahren, das heißt das langsame Steigern der Drehzahl der Abtriebswelle W2 von der Drehzahl 0 ausgehend, ist mit dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel allein im elektromotorischen Betrieb möglich. Anstatt des Freilaufs 30 könnte aber auch ein drehzahlgesteuerter Freilauf oder eine Trennkupplung, insbesondere eine Reibkupplung, zum Einsatz kommen. In dieser Weise wäre auch ein Anfahren im verbrennungsmotorischen Betrieb möglich. Vorzugsweise sind hierzu das erste Schaltelement SE1, das zweite Schaltelement SE2 und das dritte Schaltelement SE3 zusätzlich mit einer Synchronisierung ausgeführt.
[00110] Rückwärts- bzw. Retourgänge sind in dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel allerdings ausschließlich durch einen entsprechenden Betrieb der Elektromaschine 50 möglich, da keine Rückwärtsgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb vorgesehen sind.
[00111] Fig. 2A zeigt einen Antriebsstrang mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, welche neben der ersten, zweiten und dritten Getriebeelementebene E1-E3 eine zusätzliche vierte Getriebeelementebene E4 aufweist.
[00112] In der vierten Getriebeelementebene E4 ist ein viertes Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1 neben, insbesondere kämmend mit, einem vierten Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2 angeordnet. Dabei ist das vierte Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1 als Losrad, das vierte Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2 dagegen als Festrad ausgebildet. Die zweite Schalteinheit S2 ist zwischen der dritten Getriebeelementebene E3 und der vierten Getriebeelementebene E4, insbesondere zwischen dem dritten Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 und dem vierten Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1, angeordnet und dazu eingerichtet, in einer dritten Schaltstellung S3 das dritte Zahnrad Z5 der Antriebswelle W1 mit dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 oder das vierte Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1 mit dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 zu drehverbinden.
[00113] Durch die in Fig. 2A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00114] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00115] Eine Schalttabelle mit den durch die Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2A realisierbaren Gängen ist in Fig. 2B dargestellt.
[00116] Zusätzlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1A sind mit dem zweiten Ausführungsbeispiel drei zusätzliche Gänge realisierbar. Dies sind ein Windungsgang im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM1, ein weiterer Gang im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM4 und ein Windungsgang im elektromotorischen Betrieb EM1.
[00117] Im Gang VKM1 gemäß Fig. 2B sind die Schaltstellungen S1 und S4 in der Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Fig. 2A angewählt. Hierbei wird von der Brennkraftmaschine 10 bereitgestelltes Drehmoment von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement SE1 auf das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 übertragen und von dort in der ersten Schaltelementebene E1 auf das mit dem Zahnrad Z1 kämmende erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2. Dieses ist als Losrad ausgebildet und mit dem weiteren Losrad, dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2, gekoppelt. Dieses Zahnrad Z4 kämmt in der zweiten Getriebeelementebene E2 mit dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1, welches Zahnrad Z3 über die zweite Schalteinrichtung SE2 mit dem vierten Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1 gekoppelt ist. Dieses Zahnrad Z7 kämmt wiederum mit dem vierten Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2 in der vierten Getriebeelementebene E4. Das Zahnrad Z8 ist als Festrad ausgebildet und treibt somit die Abtriebswelle W2 an, wodurch wiederum Leistung auf die Fahrzeugwelle W5 übertragen wird.
[00118] In dem Gang VKM4 der Fig. 2B sind die Schaltstellungen S2 und S4 der Schaltelemente SE1 und SE2 angewählt. Die verbrennungsmotorische Leistung wird daher ausgehend von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement 1 an das zweite Zahnrad Z3 der zweiten Schaltelementebene E2 und von dort über das zweite Schaltelement S2 an das vierte Zahnrad Z7 der Antriebswelle W1 übertragen. Wie bereits erläutert kämmt dieses mit dem vierten Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2, wodurch Leistung auf die Abtriebswelle W2 und damit auf die Fahrzeugwelle W5 übertragen wird. In beiden zusätzlichen VKM- Gängen VKM1, VKM4 kann die Elektromaschine 50 über Aktivierung der Schaltstellung S6 oder S7 des Schaltelements 4 an den Leistungsübertragungspfad eingekoppelt werden.
[00119] In dem weiteren in Fig. 2B dargestellten Gang im elektromotorischen Betrieb EM1, welcher ebenfalls ein Windungsgang ist, sind die Schaltstellung S4 und die Schaltstellung S6 der Schaltelemente SE2 und SE4 angewählt. Das Schaltelement SE1 ist in Neutralstellung, wodurch die Antriebswelle W1 von der Abtriebswelle W2 und der Zwischenwelle W3 entkoppelt wird. Elektromotorische Leistung wird von der Elektromaschine 50 über die Zwischenwelle W3, das vierte Schaltelement SE4, an das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 übertragen. Dieses kämmt in der zweiten Getriebeelementebene E2 mit dem als Losrad ausgebildeten zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2, welches wiederum in derselben Getriebeelementebene E2 mit dem ebenfalls als Losrad ausgebildeten zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 kämmt. Über das Schaltelement SE2 wird die Leistung weiter auf das vierte Zahnrad Z4 der Antriebswelle W1 übertragen, welches mit dem vierten Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2 in der vierten Getriebeelementebene E4 kämmt, wodurch die Abtriebswelle W2 und damit die Fahrzeugwelle W5 angetrieben werden können.
[00120] Die übrigen Gänge der Schalttabelle gemäß Fig. 2B entsprechen in gleicher Reihenfolge den bereits gemäß der Schalttabelle gemäß Fig. 1B vorhandenen Gängen (mit entsprechend angepasstem Bezugszeichen).
[00121] Fig. 3A zeigt einen Antriebsstrang mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, wobei die Abtriebswelle W2 ein als Festrad ausgebildetes fünftes Zahnrad Z12 aufweist. Das fünfte Zahnrad Z12 der Abtriebswelle W2 ist vor der ersten Getriebeelementebene E1, insbesondere zwischen dem ersten und sechsten Zahnrad Z2, Z15 der Abtriebswelle W2 angeordnet. Das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 ist dabei ebenfalls vor der ersten Getriebeelementebene E1, insbesondere neben, insbesondere kämmend mit, dem fünften Zahnrad Z12 der Abtriebswelle W2 angeordnet.
[00122] Das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 ist dabei in der zweiten Getriebeelementebene E2 neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 angeordnet.
[00123] Durch die in Fig. 3A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00124] Diese schaltbaren Gänge des dritten Ausführungsbeispiels sind in der Schalttabelle der Fig. 3B dargestellt.
[00125] Fig. 4A zeigt einen Antriebsstrang mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, wobei neben der vierten Schalteinrichtung SE4 eine fünfte Schalteinrichtung SE5 angeordnet ist. Insbesondere ist die fünfte Schalteinrichtung SE5 zwischen der vierten Schalteinrichtung SE4 und dem zweiten Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 angeordnet.
[00126] Dabei ist die vierte Schalteinrichtung SE4 dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden. Die fünfte Schalteinrichtung SE5 dagegen ist dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden. Dadurch können das erste und zweite Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 getrennt, insbesondere unabhängig voneinander, zur Drehmomentübertragung von dem und/oder auf das zweite bzw. fünfte Zahnrad Z4, Z12 der Abtriebswelle W2 auf die bzw. von der Zwischenwelle W3 eingesetzt werden.
[00127] Durch die in Fig. 4A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung werden insbesondere acht schaltbare Gänge zur Kopplung des ersten Antriebs motors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Welle W5 eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00128] Insbesondere können durch das Vorsehen eines weiteren fünften Schaltelements SE5 im Bereich der Zwischenwelle W3 bei dem vierten Ausführungsbeispiel, im Gegensatz zu den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen, zusätzliche Windungsgänge realisiert werden, welche über die Zwischenwelle W3 verlaufen.
[00129] In der Schalttabelle der Fig. 4B sind dies die zweiten und sechsten VKM-Gänge VKM2, VKM6. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass jeweils die Schaltstellung S6 und S7 des vierten und fünften Schaltelements SE4, SE5 angewählt sind.
[00130] Der Leistungsfluss des Leistungsübertragungspfades des zweiten VKM-Gangs VKM2 verläuft hierbei von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement SE1 auf das erste Zahnrad Z1 und von dort über das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 auf das erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2 und von dort über das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2 auf das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3. Dieses ist mit der Abtriebswelle W3 über das vierte Schaltelement SE4 gekoppelt, wie auch das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 über das fünfte Schaltelement SE5 mit der Abtriebswelle W3 gekoppelt ist. Von dem zweiten Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 verläuft der Leistungsübertragungspfad über das als Festrad ausgebildete Zahnrad Z12 der Abtriebswelle W2 zur antreibbaren Welle W6 des Kraftfahrzeugs bzw. Fahrzeugwelle W5. In dem sechsten VKM-Gang VKM6 verläuft der Leistungsübertragungspfad von der Antriebswelle W1 ausgehend über das Schaltelement SE1 statt auf das erste Zahnrad Z1 auf das dritte Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 und von dort über das zweite Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2, wie vorhin in Bezug auf den Gang VKM2 beschrieben, zur Abtriebswelle W2 hin.
[00131] Anstatt eines Freilaufs 30 kann an dessen Stelle auch ein drehzahlgesteuerter Freilauf und/oder eine Trennkupplung, insbesondere eine Reibkupplung, vorgesehen sein. In diesem Fall ist ein Anfahren im verbrennungsmotorischen Betrieb möglich. Ansonsten ist, wie bereits in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel ausgeführt, lediglich ein Anfahren im elektromotorischen Betrieb möglich.
[00132] Des Weiteren kann bei jenen Ausführungsbeispielen, welche ein fünftes Schaltelement SE5 aufweisen, wodurch das erste Zahnrad Z9 und das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 unabhängig voneinander mit der Zwischenwelle W3 gekoppelt werden können, ein weiteres Zahnrad Z11X (nicht dargestellt) eingefügt sein, welches auf einer weiteren Umkehrwelle W6 (nicht dargestellt) angeordnet ist und jeweils mit dem zweiten Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 und einem Festrad der Abtriebswelle W2, insbesondere dem fünften Zahnrad Z12, kämmt. In dem vierten in Fig. 4A gezeigten Ausführungsbeispiel würden in diesem Fall die Gänge im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM2 und VKM6 als Vorwärtsgänge wegfallen und stattdes-sen zwei Rückwärtsgänge mit verschiedenen Übersetzungen bilden. Die so ausgeführten Drehmomentübertragungsvorrichtungen 60 weisen mithin mechanische Rückwärts- bzw. Retourgänge auf, welche als Windungsgänge ausgeführt sind.
[00133] In Verbindung mit einem drehzahlgesteuerten Freilauf 30 und/oder einer Trennkupp- lung 30 können hierdurch Rückwärts- bzw. Retourgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb realisiert werden, mit welchen ein Anfahren im verbrennungsmotorischen Betrieb ermöglicht wird.
[00134] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 2A und 2B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00135] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses vierten Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00136] Dadurch werden insbesondere vier Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00137] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 3A und 3B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00138] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) dieses vierten Ausführungsbeispiels wird ebenfalls auf die vierte Getriebeelementebene verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00139] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei schaltbare Gänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00140] Fig. 5A zeigt einen Antriebsstrang mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, wobei das vierte Schaltelement SE4 zwischen der dritten und vierten Getriebeelementebene E3, E4 angeordnet und dazu eingerichtet ist, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden. Das fünfte Schaltelement SE5, welches zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene E2, E3, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3, angeordnet ist, ist dabei dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden, so dass das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 und das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 getrennt, insbesondere unabhängig voneinander, zur Drehmomentübertragung von dem und/oder auf das zweite bzw. dritte Zahnrad Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 auf die bzw. von der Zwischenwelle W3 eingesetzt werden können.
[00141] Durch die in Fig. 5A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere acht schaltbare Gänge zur Kopplung des ersten Antriebs motors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00142] Eine Schalttabelle der einzelnen schaltbaren Gänge des fünften Ausführungsbeispiels der Drehmomentübertragungsvorrichtung ist in Fig. 5B gezeigt.
[00143] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 2A und 2B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00144] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses Ausführungsbeispiels ist das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der vierten Getriebeelementebene neben, insbesondere kämmend mit, dem vierten Zahnrad der Abtriebswelle angeordnet. Die vierte und fünfte Schalteinrichtung sind dann zwischen der zweiten und vierten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle angeordnet. Als Option kann zusätzlich auch auf die fünfte Schalteinrichtung verzichtet werden. Die vierte Schalteinrichtung ist dann entsprechend dazu einzurichten, das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der siebten Schallstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden und das zweite Zahnrad der Zwischenwelle in der sechsten Schaltstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden.
[00145] Dadurch werden insbesondere acht Schaltgänge in der Variante mit vierter und fünfter Schalteinrichtung bzw. sechs Schaltgänge in der Variante ohne die fünfte Schalteinrichtung zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00146] Fig. 6A zeigt einen Antriebsstrang mit einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, wobei das fünfte Schaltelement SE5 zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene E2, E3, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3, angeordnet und dazu eingerichtet ist, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden. Das vierte Schaltelement SE4 ist dabei neben der dritten Getriebeelementebene E3, insbesondere neben dem ersten Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden, so dass das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 und das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 getrennt, insbesondere unabhängig, voneinander zur Drehmomentübertragung von dem und/oder auf das zweite bzw. dritte Zahnrad Z4, Z6 der Abtriebswelle W2 auf die bzw. von der Zwischenwelle W3 eingesetzt werden können.
[00147] Durch die in Fig. 6A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00148] Eine Schalttabelle der einzelnen schaltbaren Gänge der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6B dargestellt.
[00149] Das fünfte Ausführungsbeispiel und das sechste Ausführungsbeispiel der Figuren 5A bis 6B weisen, wie das vierte Ausführungsbeispiel, Windungsgänge auf, welche über die Zwischenwelle W3 verlaufen. Bei diesen Windungsgängen wirkt nicht, wie bei den anderen VKM-Gängen, die Abtriebswelle W2 als Summationswelle für die verbrennungsmotorische Leistung und die elektromotorische Leistung, zum Beispiel während des Ausführens einer Boost-Funkti-on. Stattdessen werden die Leistungen, welche über die Antriebswelle W1 und die Motorwelle W4 in die Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 eingebracht werden, in diesen Ausführungsbeispielen an der Zwischenwelle W3 zusammengeführt, welche damit die Aufgabe einer Summationswelle übernimmt.
[00150] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen Anordnungen, Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00151] Fig. 7A zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60, wobei das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der dritten Getriebeelementebene E3 neben, insbesondere kämmend mit, dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 angeordnet ist. Das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 ist dabei in der vierten Getriebeelementebene E4 neben, insbesondere kämmend mit, dem vierten Zahnrad Z8 der Abtriebswelle W2 angeordnet.
[00152] Die vierte Schalteinrichtung SE4 ist vor der dritten Getriebeelementebene E3, insbesondere vor dem ersten Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3, bevorzugt zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene E2, E3, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z9 der Abtriebswelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00153] Die fünfte Schalteinrichtung SE5 ist zwischen der dritten und vierten Getriebeelementebene E3, E4, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3, angeordnet und dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00154] Durch die in Fig. 7A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere acht Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder zwei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00155] Die zur Realisierung der einzelnen Gänge zu aktivierenden Schaltzustände sind in der Schalttabelle der Fig. 7B dargestellt.
[00156] Im Unterschied zu den übrigen Ausführungseispielen der Erfindung sind bei diesem siebten Ausführungsbeispiel keine Gänge möglich, bei denen verbrennungsmotorische Leistung bei ruhender Abtriebswelle W2, das heißt im Stand eines Kraftfahrzeugs, an die Elektromaschine 50 übertragen werden kann. Daher ist kein Laden im Stand möglich.
[00157] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 2A und 2B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00158] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle, vierte Zahnrad der Abtriebswelle und zweite Zahnrad der Zwischenwelle, verzichtet.
[00159] Dadurch werden insbesondere vier Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder ein Schaltgang zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00160] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 7A gezeigten Ausführungsbeispiels wird auf die fünfte Schalteinrichtung verzichtet. Die vierte Schalteinrichtung ist dann zwischen der dritten und vierten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der siebten Schallstellung mit der Zwischenwelle und das zweite Zahnrad der Zwischenwelle in der sechsten Schaltstellungen mit der Zwischenwelle zu drehverbinden.
[00161] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder zwei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00162] Fig. 8A zeigt einen Antriebsstrang mit einem sachten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60. Im Gegensatz zu den ersten bis siebten Ausführungsbeispielen ist das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der ersten Getriebeelementebene E1 neben, insbesondere kämmend mit, dem ersten Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 angeordnet. Daher ist der Getriebeteil um die Zwischenwelle W3, welcher die Elektromaschine 50 an die Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 ankoppelt, in Fig. 8A oben dargestellt.
[00163] Das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 ist dabei vor der ersten Getriebeelementebene E1 neben, insbesondere kämmend mit, einem Zahnrad Z11x einer Umkehrwelle W6 angeordnet. Das Zahnrad Z11x der Umkehrwelle W6 ist zudem drehverbunden, bzw. steht insbesondere in Eingriff, mit dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2. Im Gegensatz zu dem in Figur 2A beschriebenen Ausführungsbeispiel steht das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 nicht unmittelbar in Eingriff mit einem Zahnrad Z2, Z4, Z6, Z8 der Abtriebswelle W2.
[00164] Zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 ist wiederum eine vierte Schalteinrichtung SE4 angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, das als Losrad ausgebildete erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 oder das als Losrad ausgebildete zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00165] Das dritte Zahnrad Z14 der Zwischenwelle W3 ist zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene E1, E2 und neben, insbesondere kämmend mit, dem ersten Zahnrad Z13 der Motorwelle W4 angeordnet, so dass ein Drehmoment von oder auf das erste oder zweite Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 auf die oder von der Motorwelle W4 übertragen werden kann, wenn sich die Schalteinrichtung SE4 entsprechend in der siebten Schaltstellung S7 oder der sechsten Schaltstellung S6 befindet.
[00166] Durch die in Fig. 8A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00167] Eine Schalttabelle, welche die Schaltstellungen der einzelnen Schaltelemente SE1, SE2, SE3, SE4 für die schaltbaren Gänge des achten Ausführungsbeispiels der Fig. 8A der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 angibt, ist in Fig. 8B gezeigt.
[00168] Grundsätzlich entspricht der Aufbau des achten Ausführungsbeispiels der Drehmomentübertragungsvorrichtung jenem des zweiten Ausführungsbeispiels der Fig. 2A in Bezug auf den Aufbau der Antriebswelle W1 und der Abtriebswelle W2 - daher sind die in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel beschriebenen Leistungsübertragungspfade zwischen Antriebswelle W1 und Abtriebswelle W2 auch hier möglich.
[00169] Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel kämmt bei dem achten Ausführungsbeispiel, wie bereits erläutert, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 direkt mit einem der Zahnräder der Antriebswelle W1, insbesondere mit dessen erstem Zahnrad Z1, in der ersten Getriebeelementebene E1.
[00170] Dies stellt einen neuen Leistungsübertragungszweig der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 dar, welcher über das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 oder, wenn vorhanden, über das Zahnrad Z11X der Umkehrwelle W6, zusätzlich mit einem der Zahnräder Z2, Z4, Z6, Z8 der Abtriebswelle W2 gekoppelt (dargestellt durch die gestrichelte Linie) ist, im vorliegenden Fall mit dem dritten Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2.
[00171] Zusätzlich zu dem neuen Leistungsübertragungszweig von der Zwischenwelle W3 zur die Abtriebswelle W2 ergeben sich neue Leistungsübertragungspfade, welche von der Zwischenwelle W3 über die Antriebswelle W1 zu der Abtriebswelle W2 verlaufen. Als Summationswelle für die elektromotorische Leistung und die verbrennungsmotorische Leistung können hierbei sowohl die Antriebswelle W1 wie auch die Abtriebswelle W2 dienen.
[00172] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 2A und 2B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00173] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses achten Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00174] Dadurch werden insbesondere vier Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00175] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) zu dem in Fig. 8A gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad der Umkehrwelle derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass es mit dem in der vierten Getriebeelementebene angeordneten vierten Zahnrad der Abtriebswelle in Eingriff steht.
[00176] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00177] Fig. 9A zeigt einen Antriebsstrang mit einem neunten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 in der Bauart des achten Ausführungsbeispiels nach Fig. 8A, wobei das Zahnrad Z11x der Umkehrwelle W6 mit dem als Festrad ausgebildeten sechsten Zahnrad Z15 der Abtriebswelle W2 drehverbunden ist, welches seinerseits neben, insbesondere kämmend mit, dem Zahnrad Z16 der Fahrzeugachse W5 angeordnet ist.
[00178] Zwischen dem sechsten Zahnrad Z15 der Abtriebswelle W2 und der ersten Getriebeelementebene E1, insbesondere dem ersten Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2, ist das als Festrad ausgebildete fünfte Zahnrad Z12 der Abtriebswelle W2 angeordnet, welches in der Darstellung der Fig. 9A mit keinem anderen Getriebeelement wechselwirkt. Vorzugsweise kann dieses jedoch statt dem sechsten Zahnrad Z15 mit Zahnrad Z11x der Umkehrwelle W6 drehverbunden sein.
[00179] Durch die in Fig. 9A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00180] Fig. 9B zeigt eine Schalttabelle mit den Gängen der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 des neunten Ausführungsbeispiels, welche mit verschiedenen Kombinationen der Schaltstellungen der Schaltelemente SE1, SE2, SE3, SE4 realisierbar sind.
[00181] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 8A und 8B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00182] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses neunten Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00183] Dadurch werden insbesondere vier Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00184] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) zu dem in Fig. 9A gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad der Umkehrwelle derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass es mit dem zwischen dem ersten und sechsten Zahnrad der Abtriebswelle angeordneten fünften Zahnrad der Abtriebswelle in Eingriff steht. Zusätzlich ist ein fünftes Schaltelement vorhanden, welches das zweite Zahnrad der Zwischenwelle mit der Zwischenwelle drehverbinden kann. Optional kann zusätzlich auch auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle verzichtet werden. Dabei ist die zweite Schalteinrichtung zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00185] Dadurch werden insbesondere acht Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern in der vierten Getriebeelementebene und acht Schaltgänge in der Variante ohne die Zahnräder in der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00186] Fig. 10A zeigt einen Antriebsstrang mit einem neunten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 in der Bauart des achten und neunten Ausführungsbeispiels nach Fig. 8A und 9A. Dieses weist, ähnlich wie die vorbeschriebene Variante des neunten Ausführungsbeispiels, zusätzlich eine fünfte Schalteinrichtung SE5 auf, welche vor dem zweiten Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 angeordnet und dazu eingerichtet ist, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00187] Zudem ist die vierte Schalteinrichtung SE4 zwischen der ersten Getriebeelementebene E1, insbesondere dem ersten Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3, und dem dritten Zahnrad Z14 der Zwischenwelle W3 angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schallstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00188] Durch die in Fig. 10A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere acht Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00189] Die entsprechenden Gänge, welche durch die jeweiligen Schaltstellungen der Schaltelemente SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 verwirklicht werden können, sind in Fig. 10B als Schalttabelle dargestellt.
[00190] Insbesondere weist das zehnte Ausführungsbeispiel, entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel, dem fünften Ausführungsbeispiel und dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 4A, 5A und 5B in der Bauart mit untenliegender Zwischenwelle W3, zwei Windungsgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb VKM2, VKM6 auf, deren Leistungsübertragungspfad ausgehend von der Antriebswelle W1 über die Zwischenwelle W3 auf die Abtriebswelle W2 verläuft. Diese wird durch Aktivieren der Schaltstellungen S6 und S7 des vierten Schaltelements SE4 und des fünften Schaltelements SE5 erreicht, wodurch das erste Zahnrad Z9 und das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 drehfest mit der Zwischenwelle W3 verbunden werden.
[00191] Die Leistungsübertragungspfade dieser beiden Windungsgänge VKM2, VKM6 sind wie folgt: Für den Windungsgang VKM2 ist das erste Schaltelement SE1 in der Schaltstellung S1 und das vierte Schaltelement SE4 in der Schaltstellung S6. Leistung, welche von einer Brennkraftmaschine 10 auf die Antriebswelle W1 gebracht wird, wird über das erste Schaltelement SE1 auf das erste Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1 übertragen. Dieses kämmt in der ersten Getriebeelementebene E1 mit dem ersten Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3. Dieses Zahnrad Z9 ist über das vierte Schaltelement SE4 mit der Zwischenwelle W3 drehmomentübertragend verbunden, und auch das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 ist mittels des Schaltelements SE5 mit der Zwischenwelle W3 drehmomentübertragend verbunden. Von dem Zahnrad Z11 wird die Leistung vorzugsweise über ein Zahnrad Z11X der Umkehrwelle W6 auf das dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 übertragen. Vorzugsweise sind das Zahnrad Z11X der Umkehrwelle W6 und das dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 hierfür kämmend in Eingriff, alternativ kann aber auch eine Übertragung der Leistung durch weitere Zahnräder und/oder eine weitere Welle vorgesehen sein. Das dritte Zahnrad Z6 der Abtriebswelle W2 ist als Festrad ausgebildet, wodurch die Leistung auf die Abtriebswelle W2 und nachfolgend auf die antreibbare Welle W5 eines Kraftfahrzeugs, die hier insbesondere als Differentialwelle eines Differentialgetriebes 40 ausgebildet ist, übertragen wird.
[00192] Für den Windungsgang VKM6 sind die Schaltstellung S2 des ersten Schaltelements SE1, die Schaltstellung S6 des vierten Schaltelements SE4 und die Schaltstellung S7 des fünften Schaltelements SE5 angewählt. Der Leistungsübertragungspfad verläuft für diesen
Windungsgang VKM6 ebenfalls ausgehend von der Antriebswelle W1 über das erste Schaltelement auf das zweite Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1. Dieses steht in der zweiten Schaltelementebene E2 kämmend in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad Z4 der Abtriebswelle W2. Dieses Zahnrad Z4 ist mit dem ersten Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2, insbesondere über eine Hohlwelle, fest gekoppelt. In der ersten Getriebeelementebene E1 steht das erste Zahnrad Z2 der Abtriebswelle W2 kämmend in Eingriff mit dem ebenfalls als Losrad ausgebildeten ersten Zahnrad Z1 der Antriebswelle W1, welches wiederum mit dem ebenfalls als Losrad ausgebildeten ersten Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 kämmend in Eingriff steht. Von dem Zahnrad Z9 wird die Leistung wiederum über das Schaltelement 4, die Zwischenwelle W3, das fünfte Schaltelement SE5 an das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 übertragen. Von dort erreicht die Leistung die Abtriebswelle W2 wiederum, wie bei dem Windungsgang VKM2, vorzugsweise über das mit dem zweiten Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in kämmendem Eingriff stehende Zahnrad Z11X der Umkehrwelle W6.
[00193] Durch die mit dem zehnten Ausführungsbeispiel realisierbaren Leistungsübertragungspfade kann die verbrennungsmotorische Leistung mit der elektromotorischen Leistung nicht nur auf eine der drei Wellen W1, W2, W3, insbesondere der Abtriebswelle W2, zusammengeführt werden. Vielmehr kann, je nach gewähltem verbrennungsmotorischen Leistungsübertragungspfad, jede der drei Wellen W1, W2, W3 als Summationswelle für die verbrennungsmotorische Leistung und die elektromotorische Leistung dienen.
[00194] In einer alternativen Variante des zehnten Ausführungsbeispiels kann das Zahnrad Z11X der Umkehrwelle W6 bzw. die Umkehrwelle W6 weggelassen werden. In diesem Fall sind die in der Schalttabelle als VKM2 und VKM6 bezeichneten Windungsgänge Rückwärts- bzw. Retourgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb.
[00195] Vorzugsweise kann in diesem Fall, wie bereits in Bezug auf das vierte Ausführungsbeispiel der Fig. 4A erläutert, der Freilauf 30 durch einen drehzahlgesteuerten Freilauf und/oder eine Trennkupplung ersetzt werden. Dann kann die Brennkraftmaschine 10 zum Anfahren ausgehend von der Drehzahl 0 der Abtriebswelle W2 eingesetzt werden. Weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung nicht nur Vorwärtsgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb, sondern, wie in der vorbeschriebenen alternativen Variante, auch Rückwärtsgänge im verbrennungsmotorischen Betrieb auf, so kann der Verbrennungsmotor in diesem Fall sowohl zum Anfahren in Vorwärtsrichtung als auch zum Anfahren in Rückwärtsrichtung eingesetzt werden.
[00196] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 8A und 8B beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00197] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) dieses zehnten Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00198] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00199] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 10A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels ist das Zahnrad der Umkehrwelle derart angeordnet und/oder eingerichtet, dass es mit dem vierten Zahnrad der Abtriebswelle drehverbunden ist.
[00200] Dadurch werden insbesondere acht Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00201] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 10A gezeigten zehnten Ausfüh rungsbeispiels wird auf die fünfte Schalteinrichtung verzichtet und das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der zweiten Getriebeelementebene neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle angeordnet. Die vierte Schalteinrichtung ist dabei zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der siebten Schaltstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden und das zweite Zahnrad der Zwischenwelle in der sechsten Schaltstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden. Die Abtriebswelle weist das fünfte Zahnrad auf, welches hierbei zwischen der dritten und vierten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem dritten und vierten Zahnrad der Abtriebswelle, angeordnet ist. Das Zahnrad der Umkehrwelle ist dann derart einzurichten und/oder anzuordnen, dass es dem fünften Zahnrad der Abtriebswelle in Eingriff steht. Optional kann zusätzlich auch auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und dritte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet werden. Die zweite Schalteinrichtung ist dementsprechend zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle angeordnet und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schallstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00202] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und vier Schaltgänge in der Variante ohne die Zahnräder der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und drei Schaltgänge in der Variante ohne die Zahnräder der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00203] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 10A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels wird auf die fünfte Schalteinrichtung verzichtet und das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der zweiten Getriebeelementebene neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle angeordnet. Die vierte Schalteinrichtung ist dann zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle, angeordnet und dazu eingerichtet, das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der siebten Schaltstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden und das zweite Zahnrad der Zwischenwelle in der sechsten Schallstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden. Optional wird zusätzlich auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, anzuordnen und dazu einzurichten, dass das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Freistellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00204] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und vier Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und drei Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00205] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 10A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels wird auf die fünfte Schalteinrichtung verzichtet und das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der zweiten Getriebeelementebene neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle angeordnet. Die vierte Schalteinrichtung dann zwischen der ersten und zweiten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle, anzuordnen und dazu einzurichten, das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der siebten Schaltstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden und das zweite Zahnrad der Zwischenwelle in der sechsten Schallstellung mit der Zwischenwelle zu drehverbinden. Zudem ist das Zahnrad der Umkehrwelle derart anzuordnen und/oder einzurichten, dass es im Eingriff mit dem vierten Zahnrad der Abtriebswelle steht.
[00206] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00207] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 10A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels sind die vierte und fünfte Schalteinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad der Zwischenwelle und das erste Zahnrad der Zwischenwelle in der zweiten Getriebeelementebene neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle angeordnet. Zudem weist die Abtriebswelle das fünfte Zahnrad auf, welches hierbei zwischen der dritten und vierten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem dritten und vierten Zahnrad der Abtriebswelle, angeordnet ist. Das Zahnrad der Umkehrwelle ist derart angeordnet und/oder eingerichtet, dass es in Eingriff mit dem fünften Zahnrad der Abtriebswelle steht. Als Option kann zusätzlich auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet werden. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene anzuordnen und derart einzurichten, dass das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schallstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle drehverbunden ist.
[00208] Dadurch werden insbesondere acht Schaltgänge in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und sechs Schaltgänge in der Variante ohne die Zahnräder der vierten Getriebeelementebene zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier in der Variante mit den Zahnrädern der vierten Getriebeelementebene und drei Schaltgänge in der Variante ohne die Zahnräder der vierten Getriebeelementebene Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00209] Fig. 11A zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 in der Bauart der achten bis zehnten Ausführungsbeispiele der Figuren 8A, 9A und 10A, wobei die vierte und fünfte Schalteinrichtung SE4, SE5 zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad Z9, Z11 der Zwischenwelle W3 angeordnet ist. Dabei ist die vierte Schalteinrichtung SE4 dazu eingerichtet, das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der siebten Schaltstellung S7 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden, und die fünfte Schalteinrichtung SE5 ist dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad Z11 der Zwischenwelle W3 in der sechsten Schaltstellung S6 mit der Zwischenwelle W3 zu drehverbinden.
[00210] In Unterschied zu dem zehnten Ausführungsbeispiel der Figur 10A ist das erste Zahnrad Z9 der Zwischenwelle W3 in der zweiten Getriebeelementebene E2 neben, insbesondere kämmend mit, dem zweiten Zahnrad Z3 der Antriebswelle W1 angeordnet.
[00211] Durch die in Fig. 11A gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 werden insbesondere acht Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors 10 und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors 50 an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00212] Fig. 11B zeigt eine Schalttabelle mit den Gängen, welche durch die ersten bis fünften Schaltelemente SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 60 in dem zehnten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 11a realisierbar sind.
[00213] Ansonsten gelten die in Zusammenhang mit dem achten Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 8A beschriebenen Wirkungsweisen, Vorteile und Ausführungsformen, insbesondere für die weiteren Zahnräder, Schalteinrichtungen und Schaltstellungen.
[00214] In einer Variante (nicht dargestellt) dieses elften Ausführungsbeispiels wird auf die vierte Getriebeelementebene, insbesondere auf das darin angeordnete vierte Zahnrad der Antriebswelle und vierte Zahnrad der Abtriebswelle, verzichtet. Die zweite Schalteinrichtung ist dann zwischen der zweiten und dritten Getriebeelementebene, insbesondere zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad der Antriebswelle, angeordnet und dazu einzurichten, das dritte Zahnrad der Antriebswelle in der dritten Schaltstellung mit dem zweiten Zahnrad der Antriebswelle zu drehverbinden.
[00215] Dadurch werden insbesondere sechs Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder drei Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibba-re Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00216] In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) des in Fig. 11A gezeigten elften Ausführungsbeispiels ist das Zahnrad der Umkehrwelle derart angeordnet und/oder eingerichtet, dass es mit dem vierten Zahnrad der Abtriebswelle drehverbunden ist.
[00217] Dadurch werden insbesondere acht Schaltgänge zur Kopplung des ersten Antriebsmotors und/oder vier Schaltgänge zur Kopplung des zweiten Antriebsmotors an eine antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs realisiert.
[00218] Abschließend wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau der darin beschriebenen Vorrichtung in keiner Weise einschränken. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
BEZUGSZEICHENLISTE W1 Erste Antriebswelle W2 Abtriebswelle W3 Zwischenwelle W4 Motorwelle W5 Fahrzeugachse / Differenzialwelle W6 Umkehrwelle Z1 Erstes Getriebeelement der Antriebswelle Z2 Erstes Getriebeelement der Abtriebswelle Z3 Zweites Getriebeelement der Antriebswelle Z4 Zweites Getriebeelement der Abtriebswelle Z5 Drittes Getriebeelement der Antriebswelle Z6 Drittes Getriebeelement der Abtriebswelle Z7 Viertes Getriebeelement der Antriebswelle Z8 Viertes Getriebeelement der Abtriebswelle Z9 Erstes Getriebeelement der Zwischenwelle Z11 Zweites Getriebeelement der Zwischenwelle Z12 Fünftes Getriebeelement der Abtriebswelle Z13 Getriebeelement der Motorwelle Z14 Drittes Getriebeelement der Zwischenwelle Z15 Sechstes Getriebeelement der Abtriebswelle Z16 Getriebeelement des Differentialgetriebes SE1 Erste Schalteinrichtung SE2 Zweite Schalteinrichtung SE3 Dritte Schalteinrichtung SE4 Vierte Schalteinrichtung SE5 Fünfte Schalteinrichtung
Sx Schaltzustände E1 Erste Getriebeelementebene E2 Zweite Getriebeelementebene E3 Dritte Getriebeelementebene E4 Vierte Getriebeelementebene 10 Erster Antriebsmotor 20 Zweimassenschwungrad 30 Freilauf 40 Differentialgetriebe 50 Zweite Antriebsmutter 60 Drehmomentübertragungsvorrichtung N Leerlaufgang VKM 1-8 Gänge im verbrennungsmotorischen Betrieb EM 1-4 Gänge im elektromotorischen Betrieb L1, L2 Gänge zum Laden-im-Stand

Claims (22)

  1. Patentansprüche
    1. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) aufweist: eine Antriebswelle (W1), eine Abtriebswelle (W2), und eine Zwischenwelle (W3), wobei die Antriebswelle wenigstens ein erstes Getriebeelement (Z1), ein zweites Getriebeelement (Z3) und ein drittes Getriebeelement (Z5) aufweist, wobei die Abtriebswelle (W2) wenigstens ein erstes Getriebeelement (Z2), ein zweites Getriebeelement (Z4) und ein drittes Getriebeelement (Z6) aufweist, wobei die ersten Getriebeelemente (Z1, Z2), die zweiten Getriebeelemente (Z3, Z4) und die dritten Getriebeelemente (Z5, Z6) der Antriebswelle (W1) und der Abtriebswelle (W2) jeweils miteinander in Eingriff sind und jeweils in einer gemeinsamen ersten (E1), zweiten (E2) und dritten Getriebeelementebene (E3) angeordnet sind, wobei die Getriebeelemente (Z1, Z3, Z5) der Antriebswelle (W1) jeweils als Losrad ausgebildet sind, wobei das erste Getriebeelement (Z1) und das zweite Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) mittels einer ersten Schalteinrichtung (SE1) alternativ mit der Antriebswelle (W1) drehverbindbar sind, wobei das dritte Getriebeelement (Z5) der Antriebswelle (W1) mit dem zweiten Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) mittels einer zweiten Schalteinrichtung (SE2) drehverbindbar ist, wobei das dritte Getriebeelement (Z6) der Abtriebswelle (W2) als Festrad ausgebildet ist, und wobei die Zwischenwelle (W3) wenigstens ein erstes Getriebeelement (Z9) aufweist, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle (W3) mittels einer vierten Schalteinrichtung (SE4) drehverbindbar ist und welches mit einem Getriebeelement (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6) der ersten Getriebeelement-Ebene (E1), der zweiten Getriebeelement-Ebene (E2) oder der dritten Getriebeelement-Ebene (E3) im Eingriff ist. dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeelement (Z2) und das zweite Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) als Losrad ausgebildet und miteinander drehverbunden sind und mittels einer dritten Schalteinrichtung (SE3) gemeinsam mit der Abtriebswelle (W2) drehverbindbar sind.
  2. 2. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 1, wobei die Abtriebswelle (W2) ein sechstes Getriebeelement (Z15) aufweist, welches als Festrad ausgebildet ist.
  3. 3. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Antriebswelle (W1) und die Abtriebswelle (W2) jeweils zusätzlich ein viertes Getriebeelement (Z7, Z8) aufweisen, welche miteinander in Eingriff sind und in einer gemeinsamen vierten Getriebeelementebene (E4) angeordnet sind, wobei das vierte Getriebeelement (Z8) der Abtriebswelle (W2) als Festrad ausgebildet ist, und wobei das vierte Getriebeelement (Z7) der Antriebswelle (W1) als Losrad ausgebildet ist und mittels der zweiten Schalteinrichtung (SE2) alternativ zu dem dritten Getriebeelement (Z5) der Antriebswelle (W1) mit dem zweiten Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) drehverbindbar ist.
  4. 4. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit einem der Getriebeelemente (Z2, Z4, Z6, Z8) der Abtriebswelle (W2) in Eingriff ist und wobei die Zwischenwelle (W3) ein zweites Getriebeelement (Z11) aufweist, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle (W3) mittels der vierten Schaltelement (SE4), alternativ zu dem ersten Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3), drehverbindbar ist und mit einem weiteren der Getriebeelemente (Z2, Z4, Z6) der Abtriebswelle (W2) in Eingriff ist.
  5. 5. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit einem der Getriebeelemente (Z2, Z4, Z6, Z8) der Abtriebswelle (W2) in Eingriff ist und wobei die Zwischenwelle (W3) ein zweites Getriebeelement (Z11) aufweist, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle (W3) mittels einer fünften Schalteinrichtung (SE5) drehverbindbar ist und mit einem weiteren der Getriebeelemente (Z2, Z4, Z6) der Abtriebswelle (W2) im Eingriff ist.
  6. 6. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem ersten (Z1) oder zweiten Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) in Eingriff ist und wobei die Zwischenwelle (W3) ein zweites Getriebeelement (Z11) aufweist, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle (W3) mittels der vierten Schalteinrichtung (SE4), alternativ zu dem ersten Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3), drehverbindbar ist und welches mit einem der Getriebeelemente (Z4, Z8, Z12) der Abtriebswelle (W2), insbesondere dem zweiten, vierten oder fünften Getriebeelement, drehverbunden ist.
  7. 7. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem ersten (Z1) oder zweiten Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) in Eingriff ist und wobei die Zwischenwelle (W3) ein zweites Getriebeelement (Z11) aufweist, welches als Losrad ausgebildet ist, welches mit der Zwischenwelle (W3) mittels einer fünften Schalteinrichtung (SE5) drehverbindbar ist und welches mit einem der Getriebeelemente (Z4, Z8, Z12) der Abtriebswelle (W2), insbesondere dem zweiten, vierten oder fünften Getriebeelement, drehverbunden ist.
  8. 8. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, welche eine Umkehrwelle (W6) mit einem Getriebeelement (Z11x) aufweist, wobei das Getriebeelement (Z11x) der Umkehrwelle (W6) einerseits mit dem zweiten Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) in Eingriff ist und andererseits mit dem einen der Getriebeelemente (Z6, Z8, Z12) der Abtriebswelle (W2), insbesondere dem dritten, vierten oder fünften Getriebeelement, drehverbunden ist.
  9. 9. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Abtriebswelle (W2) ein fünftes Getriebeelement (Z12) aufweist, welches als Festrad ausgebildet ist und mit dem zweiten Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) drehverbunden ist.
  10. 10. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das sechste Getriebeelement (Z15) der Abtriebswelle (W2) mit dem zweiten Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) drehverbunden ist.
  11. 11. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem zweiten Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) und das zweite Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) mit dem fünften Getriebeelement (Z12) der Abtriebswelle (W2), welches ein Festrad ist, in Eingriff ist.
  12. 12. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem zweiten Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) und das zweite Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) mit dem dritten Getriebeelement (Z6) der Abtriebswelle (W2) in Eingriff ist.
  13. 13. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem zweiten Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) und das zweite Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) mit dem vierten Getriebeelement (Z6) der Abtriebswelle (W2), welches ein Festrad ist, in Eingriff ist.
  14. 14. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem dritten Getriebeelement (Z4) der Abtriebswelle (W2) und das zweite Getriebeelement (Z11) der Zwischenwelle (W3) mit dem vierten Getriebeelement (Z6) der Abtriebswelle (W2), welches ein Festrad ist, in Eingriff ist.
  15. 15. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem ersten Getriebeelement (Z1) der Antriebswelle (W1) in Eingriff ist.
  16. 16. Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Getriebeelement (Z9) der Zwischenwelle (W3) mit dem zweiten Getriebeelement (Z3) der Antriebswelle (W1) in Eingriff ist.
  17. 17. Drehmomentübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die erste Schalteinrichtung (SE1) und/oder die zweite Schalteinrichtung (SE2) und/oder die vierte Schalteinrichtung (SE4) eine Neutralstellung aufweisen.
  18. 18. Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist, wobei die Antriebswelle (W1) mit wenigstens einem ersten Antriebsmotor, insbesondere einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine drehverbunden oder drehverbindbar ist, wobei die Abtriebswelle (W2) mit wenigstens einer antreibbaren Achse (W5) eines Kraftfahrzeugs drehverbunden ist, und wobei die Zwischenwelle (W3) mit einem zweiten Antriebsmotor, vorzugsweise mit einer als Elektromotor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, drehverbunden oder drehverbindbar ist.
  19. 19. Antriebsstrang nach Anspruch 18, wobei der Antriebswelle (W1) und dem ersten Antriebsmotor (10) ein Zwei-Massen-Schwungrad (20) und/oder ein Freilauf (30) und/oder eine betätigbare Trennkupplung, insbesondere mit Synchronisierung, zwischengeschaltet ist.
  20. 20. Antriebsstrang nach Anspruch 18 oder 19, wobei die antreibbare Achse, insbesondere eine Differentialgetriebeachse, mit dem sechsten Getriebeelement (Z15) drehverbunden ist.
  21. 21. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der zweite Antriebsmotor (50), insbesondere dessen Welle (W4), vorzugsweise über ein erstes Getriebeelement (Z13), mit einem dritten Getriebeelement (Z14), welches als Festrad ausgebildet ist, drehverbunden oder drehverbindbar ist.
  22. 22. Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und/oder mit einem Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 18 bis 21. Hierzu 22 Blatt Zeichnungen
ATA50885/2017A 2016-10-26 2017-10-23 Drehmomentübertragungsvorrichtung für Hybridantriebe AT519295B1 (de)

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