AT522602A1 - Modulares hybridgetriebe mit direktgang - Google Patents

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AT522602A1
AT522602A1 ATA50434/2019A AT504342019A AT522602A1 AT 522602 A1 AT522602 A1 AT 522602A1 AT 504342019 A AT504342019 A AT 504342019A AT 522602 A1 AT522602 A1 AT 522602A1
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drive shaft
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Davydov Vitaly
Breitenberger Dipl Ing Gunther
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mit Direktgang, mit einer mit einer Antriebsmaschine (113, 213, 313, 413, 513,613) verbundenen Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), einer ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614), einer zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), welche jede mehrere Antriebszahnräder (G12a, G3a, G46a) aufweist, mit mindestens einer angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit mehreren angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb), die mit den Antriebszahnrädern (G12a, G3a, G46a) kämmen, mit mehreren steuerbaren Schaltelementen (C1, C2, C3, C4, C5), die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad (G12a, G3a, G46a) oder angetriebenes Zahnrad (G12b, G3b, G46b, GRb) mit einer korrespondierenden Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) oder angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) verbinden, mit einem steuerbaren Überbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) blockiert, mit einer elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617), mit einem ersten Planetenradsatz (116, 216, 316, 416, 516, 616) mit drei Gliedern (121, 122, 123; 221, 222, 223; 321, 322, 323; 421, 422, 423; 521, 522, 523; 621, 622, 623). Die Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) ist mittels einer steuerbare Reibkupplung (C0) mit der ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibbremse (B0) ist die Drehung der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) gegenüber dem Gehäuse (H) blockierbar. Die Reibkupplung (C0) und die Reibbremse (B0 sind durch gemeinsame Betätigungsmittel (B) steuerbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Hybridgetriebe mit Direktgang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, einer mit einer Antriebsmaschine verbundenen Eingangswelle, einer ersten Antriebswelle, einer zweiten Antriebswelle, wobei jede der beiden konzentrischen Antriebswellen mehrere Antriebszahnräder aufweist, mit mindestens einer angetriebene Welle mit einer Mehrzahl von angetriebenen Zahnrädern, die mit den Antriebszahnrädern an den Antriebswellen kämmen, mit einer Mehrzahl von steuerbaren Schaltelementen, die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad oder angetriebenes Zahnrad mit einer korrespondierenden Antriebswelle oder angetriebenen Welle verbinden, so dass sie den Kraftfluss von der ersten oder zweiten Antriebswelle zur angetriebenen Welle mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen herstellen, mit einem steuerbaren Überbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen blockiert, mit einer elektrischen Maschine mit einem Rotor, einem ersten Planetenradsatz mit drei Gliedern, wobei ein erstes Glied mit der Eingangswelle, ein zweites Glied mit der zweiten Antriebswelle, und ein drittes Glied mit dem Rotor der elektrischen Maschine derart verbunden ist, dass ein Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied und dem dritten Glied negativ für ein gestopptes erstes Glied ist, und wobei die angetriebene Welle ein Abtriebsritzel aufweist, das mit einem Abtriebszahnrad eines - vorzugsweise durch eine Abtriebswelle gebildeten - Abtriebselements im Eingriff steht.
"Kinematisch verbunden" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die theoretischen Drehzahlen dieser rotierenden Teile zueinander proportional sind. Mögliche Ausführungsformen der kinematischen Verbindungen sind: starre Verbindung, Verbindung durch nicht steuerbare Kupplung / Dämpfer, Getriebe mit
festem Übersetzungsverhältnis, Kettenantrieb, Riemenantrieb.
Die "Hysterese-Elektromaschine" ist eine elektrische Maschine mit einem glatten Rotorkern aus hartmagnetischem Material, wobei die Richtung der RotorRemanenzmagnetisierung durch das elektromagnetische Feld vom Stator umgekehrt werden kann. Im Einzelnen ist eine Hysteresemaschine eine synchrone elektrische Maschine, die einen Stator mit Wicklungen und einen nicht ausgeprägten Rotor mit einem glatten Kern aus ferromagnetischem Material mit hoher Koerzitivkraft (> 2000 A / m, vorzugsweise 24 000 A / m. 160 000) aufweist A / m). Ein solches Material wird als halbhartes oder hartmagnetisches Material
bezeichnet. Die Statorwicklung kann ein rotierendes elektromagnetisches Feld erzeugen, das mit dem Rotorkern verbunden ist. Die Hysteresemaschine mit einer Regeleinrichtung bildet einen Hystereseantrieb, wobei die Kombination aus Maschinenkonzept, Regelvorrichtungskapazität und Rotorkernmaterialkoerzitivfeldstärke eine Veränderbarkeit der Rotorremanenzmagnetisierung durch das elektromagnetische Feld vom Stator gewährleisten soll.
"Umgekehrtes Übersetzungsverhältnis" ist ein Übersetzungsverhältnis, das ein entgegengesetztes Vorzeichen zu den anderen Gängen aufweist. Wenn andere Zahnräder zum Fahren des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung verwendet werden, wird
das Zahnrad mit umgekehrter Übersetzung für Rückwärtsfahren verwendet.
"ECVT" (electric continuously variable transmission) ist ein Betriebsmodus des elektromechanischen leistungsverzweigten Getriebes, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes gesteuert wird durch die Drehzahl der elektrischen Maschine. In der Ausführungsform mit einer einzigen elektrischen Maschine wird das Ausgangsdrehmoment proportional
geregelt durch das elektromagnetische Drehmoment der elektrischen Maschine.
„Mechanischer Punkt“ ist ein Betriebspunkt mit festem Übersetzungsverhältnis im ECVT-Modus, wenn der Rotor der elektrischen Maschine durch das statische elektromagnetische Drehmoment gesperrt ist. An diesem Punkt ist der Leistungsfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Batterie minimal,
wodurch der gesamte mechanische Wirkungsgrad des Getriebes ansteigt.
Als „Getriebesteuerelemente“ werden hier Reibkupplungen, Reibbremsen und
Schaltelemente des Hybridgetriebes bezeichnet.
Aus der EP 3 061 638 A1 ist Mehrganggetriebestruktur bekannt, mit welcher in verschiedenen Ausführungen sechs oder sieben-Ganggetriebe verwirklicht werden können. Die Mehrganggetriebestruktur ist über eine Eingangswelle mit einer Brennkraftmaschine verbunden und weist zwei konzentrische Antriebswellen mit jeweils einer Mehrzahl an Antriebszahnrädern auf, welcher mit auf einer angetriebenen Welle angeordnete Zahnräder kämmen. Die Zahnräder sind über Kupplungen mit den jeweiligen Wellen antriebsverbindbar. Weiters ist ein Planetenradsatz mit drei Gliedern vorgesehen, wobei ein Glied mit der ersten
Antriebswelle, ein zweites Glied mit der zweiten Antriebswelle und das dritte Glied
über eine Übersetzungsstufe kinematisch mit dem Rotor einer elektrischen Maschine verbunden ist. Das Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied und dem dritten Glied des Planetensatzes ist negativ, wenn das erste Glied festgehalten
ist.
Die EP 3 165 791 A1 zeigt ein Mehrganggetriebe, dessen Eingangswelle über eine Eingangskupplung mit der Antriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Ausgangswelle des Getriebes ist koaxial zur Eingangswelle angeordnet. Zwischen der Eingangskupplung und einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe ist ein erster Planetenradsatz mit drei Gliedern angeordnet, wobei ein erstes Glied des Planetenradsatzes mit dem ersten Teilgetriebe und - über die Eingangskupplung - mit der Eingangswelle, und ein zweites Glied mit dem zweiten Teilgetriebe verbunden ist. Das dritte Glied kann über eine Bremseinrichtung festgehalten werden. Die Bremseinrichtung ist entweder elektromagnetischer Art —durch eine elektrische Maschine - oder mechanischer Art - durch eine Reibungsbremse. Um eine große Zahl an verschiedenen Übersetzungen und Schaltungsmöglichkeiten zu erreichen, ist auf der Ausgangsseite ein zweiter Planetensatz vorgesehen. Der Einsatz der elektrischen Maschine als Bremseinrichtung für das dritte Glied des ersten Planetensatzes limitiert die Hybrid-
Anwendungsmöglichkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Konzept für ein Hybridgetriebe vorzuschlagen, mit welchem eine hohe Anzahl an Getrieben mit verschiedener
Gangzahl mit möglichst hohem Anteil an Gleichteilen realisiert werden können.
Ausgehend von einem Hybridgetriebe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Eingangswelle mittels einer steuerbaren Reibkupplung mit der ersten Antriebswelle verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibungsbremsvorrichtung die Drehung der Eingangswelle gegenüber dem Gehäuse blockierbar ist, wobei die Reibkupplung und
Reibungsbremsvorrichtung durch gemeinsame Betätigungsmittel steuerbar sind.
Vorzugsweise ist mindestens eine Komponente der Betätigungsmittel - in axialer Richtung der angetriebenen Welle betrachtet - zumindest teilweise überlappend mit den angetriebenen Zahnrädern der angetriebenen Welle angeordnet. Dies ermöglicht eine sehr platzsparende Anordnung der Betätigungsmittel.
Mit einer derartigen Getriebestruktur kann mit hoher Anzahl an Gleichteilen und geringer Anzahl an Schaltelementen mit geringem Herstellungsaufwand eine Sechsgang- Siebengang- oder Zwölfganggetriebestruktur verwirklicht werden.
Das Hybridgetriebe weist dabei bevorzugt mindestens vier angetriebene Zahnräder und ein - vorzugsweise als Überbrückungskupplung ausgebildetes - erstes Schaltelement auf, welches selektiv erste und zweite angetriebene Zahnräder mit der angetriebenen Welle in Eingriff bringt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die zweite Antriebswelle ein erstes und ein zweites Antriebszahnrad aufweist, die mit den ersten und zweiten
angetriebenen Zahnrädern auf der angetriebenen Welle kämmen.
Günstigerweise weist die erste Antriebswelle ein drittes Antriebszahnrad auf, das mit einem dritten angetriebenen Zahnrad der angetriebenen Welle kämmt, sowie ein zweites Schaltelement, durch welches wahlweise die erste Antriebswelle mit der zweiten Antriebswelle direkt verbindbar oder mit dem zweiten Antriebszahnrad in Eingriff bringbar ist, und ein drittes Schaltelement, durch welches die erste Antriebswelle mit dem Abtriebselement in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist weiters vorgesehen, dass das Hybridgetriebe ein Rückgang-Zahnrad aufweist, das mit einem der Antriebszahnräder der zweiten Antriebswelle kämmt, und ein viertes angetriebenes Zahnrad der angetriebenen Welle aufweist, und weiters ein Rückgangschaltelement aufweist, durch welches ein Leistungsfluss von der zweiten Antriebswelle über das Rückgang-Zahnrad zur angetriebenen Welle herstellbar ist.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei
ein erster Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein zweiter Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine,
ein dritter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung,
ein vierter Gang durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades über das
erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein fünfter Gang durch Verbinden des Abtriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung und ein sechster Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Verriegeln des
Rotors der elektrischen Maschine gebildet ist.
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Sechsganggetriebes mit progressiver Getriebestufung mit nur drei Schaltelementen, wobei der fünfte Gang als Direktgang ausgeführt ist.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei
ein erster Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein zweiter Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine,
ein dritter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung, ein vierter Gang durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein fünfter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Blockieren des Rotors der elektrischen Maschine und
ein sechster Gang durch Verbinden des Abtriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung gebildet ist.
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Sechsganggetriebes mit geometrischer Getriebestufung mit nur drei Schaltelementen, wobei der sechste
Gang als Direktgang ausgeführt ist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Hybridgetriebe weiters einen
Bereichsgruppenwechlser mit einem zweiten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad,
einem Hohlrad und einen Planetenträger und einem vierten Schaltelement aufweist, wobei das Abtriebszahnrad mit dem Sonnenrad verbunden ist, und das Hohlrad durch das vierte Schaltelement selektiv mit dem Getriebegehäuse oder mit dem
Planetenträger in Eingriff bringbar ist.
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Zwölfganggetriebes mit Bereichsgruppenwechsler und einem zusätzlichen vierten Schaltelement, wobei der zwölfte Gang als Direktgang ausgeführt ist. Der Bereichsgruppenwechsel erfolgt
nicht lastschaltbar.
Um einen lastschaltbaren Bereichsgruppenwechsel zu ermögliche, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Hybridgetriebe weiters ein fünftes Schaltelement umfasst, mit welchem das Abtriebszahnrad selektiv mit dem Abtriebselement oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes in Eingriff bringbar ist.
Die Anzahl der Teile und des Steueraufwandes kann geringgehalten werden, wenn das dritte Schaltelement und das Rückgangschaltelement durch einen
gemeinsamen Drei-Positionen schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.
Eine höhere Flexibilität und höhere Anzahl an Schaltungsmöglichkeiten lässt sich erzielen, wenn die Betätigung des Rückgang-Schaltelementes über einen separaten Aktuator erfolgt.
Ein weitere erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, dass das Hybridgetriebe weiters ein fünftes Antriebszahnradrad auf der ersten Antriebswelle und ein entsprechendes fünftes angetriebenes Zahnrad auf der angetriebenen Welle aufweist, wobei das dritte Schaltelement ausgebildet ist, um selektiv mit dem Abtriebszahnrad oder dem fünften Antriebszahnrad im Eingriff zu stehen, und die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei
ein erster Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein zweiter Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine,
ein dritter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das
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zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung, ein vierter Gang durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein fünfter Gang durch direktes Verbinden der ersten Antriebswelle über das dritte Schaltelement mit dem Abtriebszahnrad und Schließen der Reibkupplung,
ein sechster Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine und
ein siebenter Gang durch Verbinden des fünften Antriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung gebildet ist.
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Siebenganggetriebes mit
progressiver Getriebestufung, wobei der fünfte Gang als Direktgang ausgeführt ist.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das Hybridgetriebe weiters ein fünftes Antriebszahnradrad auf der ersten Antriebswelle und ein entsprechendes fünftes angetriebenes Zahnrad auf der angetriebenen Welle aufweist, wobei das dritte Schaltelement ausgebildet ist, um selektiv mit dem Abtriebszahnrad oder dem fünften Antriebszahnrad im Eingriff zu stehen, und die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei:
ein erster Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein zweiter Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine,
ein dritter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung, ein vierter Gang durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein fünfter Gang durch Verbinden des fünften Antriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung,
ein sechster Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Verriegeln des
ein siebenter Gang durch direktes Verbinden der ersten Antriebswelle über das dritte Schaltelement mit dem Abtriebszahnrad und Schließen der Reibkupplung gebildet ist.
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Siebenganggetriebes mit progressiver Getriebestufung und zusätzlichem vierten Schaltelement, wobei der siebente Gang als Direktgang ausgeführt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer ersten Ausführungsvariante,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer zweiten Ausführungsvariante,
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer dritten Ausführungsvariante,
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer vierten Ausführungsvariante,
Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer fünften Ausführungsvariante,
Fig. 5a das Hybridgetriebe aus Fig. 5 in einer Schaltstellung,
Fig. 5b das Hybridgetriebe aus Fig. 5 in einer weiteren Schaltstellung,
Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer sechsten
Ausführungsvariante,
Fig. 6a das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer Schaltstellung,
Fig. 6b das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer weiteren Schaltstellung,
Fig. 6c das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer weiteren Schaltstellung,
Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer siebenten
Ausführungsvariante und
Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer achten Ausführungsvariante.
Die Fig. 1 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 110 mit sechs Gängen G1-G6 und mit progressiver Gangabstufung. Das Hybridgetriebe 110 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 111, welche über ein Schwungrad 112 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 113 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine)
verbunden ist, eine erste Antriebswelle 114 sowie eine zweite Antriebswelle 115.
Die erste Antriebswelle 114 führt durch die Eingangswelle 111 und die zweite Antriebswelle 115, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle 111 ist ein erster Planetensatz 116 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 110 beinhaltet eine elektrische Maschine 117 bestehend aus einem Rotor 117a und einem Stator 117b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 117 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 117b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 118 sowie einer Batterie 119 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 118 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 113 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 117 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 117 kann sowohl mit als auch ohne
Flüssigkeits-Zwangskühlung ausgeführt werden.
Der erste Planetensatz 116 besteht aus den drei Gliedern 121, 122 und 123, wobei das erste Glied 121 mit der Eingangswelle 111 verbunden ist. Das zweite Glied 122 ist mit der zweiten Antriebswelle 115 verbunden. Das dritte Glied 123 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 117a verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 116 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 122 und dem dritten Glied 123 ist negativ, wenn das erste Glied 121 stillsteht.
Der erste Planetensatz 116 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 121 ein Planetenträger, das zweite Glied 122 das Zentralrad
mit großem Durchmesser und das dritte Glied 123 das Zentralrad mit kleinem
Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 114 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 124 (Angetriebenen Welle) befindet, das getriebene
Abtriebszahnrad 125, welches mit dem Abtriebsritzel 126 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 124 (Vorgelegewelle) befindet, sowie das treibende Zahnrad 127, welches mit dem getriebenen Zahnrad 128 der mechanischen Ölpumpe 129
kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 115 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 124 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 115 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten Gang G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der getriebenen Welle 124 befindet.
Auf der Rückgangwelle 130 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 124 befindet.
Das getriebene Zahnrad GRb ist mit der Abtriebswelle 131 verbunden.
Das Hybridgetriebe 110 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 111 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese
Eingangswelle 111.
Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 124 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 124 drehfest, in linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 124 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 114 mit der zweiten Antriebswelle 115 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 114 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 114 mit der Abtriebswelle 131, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang R1/R2 mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
Das in Fig. 1 dargestellte Hybridgetriebe 110 ermöglicht 6 Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5 (Direktgang), G6, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 117 BO CO |C1|C2/|C3 113 113 Anlassen Antreiben 0 X R anlassen warm warm/ 117 117 LadeDetrieb Ladebetrieb | Generatorbetrieb 0 X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen 0 X R CO 113 R2 mit ER Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO rückwärts RL 113 geboosteteS || orauf/Antreiben | oO Ss RR rückwärts Anfahren in R1 ECVT1 mit geschlossener Bremsen 0 X R CO 113 ECVT1 mit Anfahren |vorgewähltem Bremsen O Oo IR IR vorwärts G1 113/geboostet es vorwärts | Leerlauf/Antreiben 0 Ss R IR
Anfahren in G1
Elektrisches Fahren in G6
Elektrisches
Fahren und mit Antreiben X O LE IL Anlassen vorgewähltem G3 (E2)
Elektrisches
Fahren in R2 mit Antreiben vorgewähltem G3 (E1) 113 anlassen im elektrischen Antreiben Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben Betrieb auf 113 R2 (ECVTR Bremsen bei
mech. Punkt) | niedriger Drehzahl
Ri Leerlauf/Antreiben/
Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei mit niedriger Drehzahl vorgewähltem 9 G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 mech, Punkt) Bremsen bei mit niedriger Drehzahl vorgewähltem 9 113/ G3
geboostete G3 mit
Gänge vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/
R2 zum Bremsen Abstellen der 113 G3 mit | vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ Bremsen G2 G3, Vorwahl | Synchronisierung von G2-G6 der Wellen G3 mit | vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ Bremsen G6 Leerlauf/Antreiben/ G4 Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G5 Bremsen G6 (ECVT2 Bremsen bei
mech. Punkt) | niedriger Drehzahl
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 1 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3 bezeichnet. Mit „113“ Ist
die Antriebsmaschine und mit „117“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 210 mit sechs Gängen G1-G6 und mit geometrischer Gangabstufung. Das Hybridgetriebe 210 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 211, welche über ein Schwungrad 212 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 213 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 214 sowie eine zweite Antriebswelle 215.
Die erste Antriebswelle 214 führt durch die Eingangswelle 211 und die zweite Antriebswelle 215, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur
Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 216 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 210 beinhaltet eine elektrische Maschine 217 bestehend aus einem Rotor 217a und einem Stator 217b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 217 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 217b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 218 sowie einer Batterie 219 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 218 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 213 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 217 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann sowohl mit als auch ohne Flüssigkeits-
Zwangskühlung ausgeführt werden.
Der erste Planetensatz 216 besteht aus den drei Gliedern 221, 222 und 223, wobei das erste Glied 221 mit der Eingangswelle 211 verbunden ist. Das zweite Glied 22 ist mit der zweiten Antriebswelle 215 verbunden. Das dritte Glied 223 ist
kinematisch mit der elektrischen Maschine 217a verbunden, welche koaxial und in
derselben Ebene wie der Planetensatz 216 oder parallel dazu angeordnet werden
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kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 222 und dem dritten Glied 223
ist negativ, wenn das erste Glied 221 stillsteht.
Der erste Planetensatz kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 221 ein Planetenträger, das zweite Glied 222 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 223 das Zentralrad mit kleinem
Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 214 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 (Vorgelegewelle) befindet, das getriebene Zahnrad 225, welches mit dem treibenden Zahnrad 226 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet, sowie das treibende Zahnrad 227, welches mit
dem getriebenen Zahnrad 228 der mechanischen Ölpumpe 229 kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 215 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 215 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet.
Auf der Rückgangwelle 230 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet.
Das getriebene Zahnrad GRb ist mit der Abtriebswelle 231 verbunden.
Das Hybridgetriebe 210 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 211 angeordnet und
ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 211.
Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 224 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 224 drehfest, in
linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 224 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 214 mit der zweiten Antriebswelle 215 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 214 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 214 mit der Abtriebswelle 231, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
Das in Fig. 2 gezeigte Hybridgetriebe 210 ermöglicht sechs Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6 (Direktgang), zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 217 BO CO |C1|C2/C3 213 213 anlassen Antreiben 0 X R anlassen warm edebetrieb 217 im Ladebetrieb | Generatorbetrieb 0 X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen 0 X R CO 213 R2 mit Anfahren |vorgewähltem Bremsen 0 0 RR rückwärts R1 213/geboostet es rückwärts | Leerlauf/Antreiben 0 Ss R IR Anfahren in R1 ECVT1 mit geschlossener Bremsen 0 X R CO 213 ECVT1 mit Anfahren |vorgewähltem Bremsen 0 Oo {RR vorwärts G1 213/geboostet es vorwärts | Leerlauf/Antreiben 0 Ss R IR
Anfahren in G1
Elektrisches
Fahren in G6 mit Antreiben vorgewähltem G3 (E2 Elektrisches ( ) Elektrisches fahren und . Fahren in R2 213 . | mit Antreiben anlassen N vorgewähltem G3 (E1) 213 anlassen im elektrischen Antreiben Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben Betrieb auf 213 R2 (ECVTR Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl Leerlauf/Antreiben/ R1 Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei n niedriger Drehzahl vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 mech. Punkt) . . Bremsen bei 213/ mit niedriger Drehzahl geboostete | vorgewähltem 9 Gänge G3 G3 mit vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ R2 zum Bremsen Abstellen der 213 G3 mit Leerlauf/Antreiben/ vorgewähltem Bremsen G2 G3, Vorwahl Synchronisierung von G2-G6 der Wellen G3 mit Leerlauf/Antreiben/ vorgewähltem Bremsen G6 G4 Leerlauf/Antreiben/
Bremsen
G5 (ECVT2 Bremsen bei 0 X L mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G6 Leerlauf/Antreiben/ 0 X L L
Bremsen
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (Offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 2 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3 bezeichnet. Mit „213“ Ist die Antriebsmaschine und mit „217“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Die Fig. 3 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 310 mit sieben Gängen G1-G7, wobei der fünfte Gang G5 als Direktgang ausgeführt ist. Das Hybridgetriebe 310 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 311, welche über ein Schwungrad 312 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 313 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 314 sowie eine zweite Antriebswelle 315.
Die erste Antriebswelle 314 führt durch die Eingangswelle 311 und die zweite Antriebswelle 315, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 316 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 310 beinhaltet eine elektrische Maschine 317 bestehend aus einem Rotor 317a und einem Stator 317b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 317 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 317b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 318 sowie einer Batterie 319 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 318 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 313 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 317 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 317 kann sowohl mit als auch ohne
Flüssigkeits-Zwangskühlung ausgeführt werden.
Der erste Planetensatz 316 besteht aus den drei Gliedern 321, 322 und 323, wobei das erste Glied 321 mit der Eingangswelle 311 verbunden ist. Das zweite Glied 322 ist mit der zweiten Antriebswelle 315 verbunden. Das dritte Glied 323 ist kinematisch mit dem Rotor 317a der elektrischen Maschine 317 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 316 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 322 und dem dritten Glied 323 ist negativ, wenn das erste Glied 321 stillsteht.
Der erste Planetensatz 316 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 321 ein Planetenträger, das zweite Glied 322 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 323 das
Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 314 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet, sowie das treibende Zahnrad G7a für den fünften Gang G5, welches mit dem getriebenen Zahnrad G7b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet. Außerdem befinden sich auf der ersten Antriebswelle 314 das getriebene Zahnrad 325, welches mit dem treibenden Zahnrad 326 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet, sowie das treibende Zahnrad 328, welches mit dem getriebenen Zahnrad 328 der mechanischen Ölpumpe 329 kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 315 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 315das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet.
Auf der Rückgangwelle 330 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der Angetriebenen Welle 324 befindet.
Das getriebene Zahnrad GRb ist mit der Abtriebswelle 331 verbunden.
Das Hybridgetriebe 310 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 311 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 311.
Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 324 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 324 drehfest, in linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 324 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 314 mit der zweiten Antriebswelle 315 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 314 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete dritte Schaltelement C3 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 314 mit dem Losrad G7a drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 314 mit der Abtriebswelle 331 drehfest.
Das vierte Schaltelement C4 bringt in betätigter Position das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
Das in Fig. 3 dargestellte Hybridgetriebe 310 ermöglicht sieben Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5 (Direktgang), G6, G7, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 317 BO CO_|C1|C2|C3|C4 313 313 anlassen Antreiben 0 X R anlassen warm warm/ 317 Ladebetrieb|317 Ladebetrieb . R im Stillstand Generatorbetrieb oO X Stillstand 313 R2 mit Anfahren | geschlossener Bremsen OÖ X X rückwärts CO
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R2 mit vorgewähltem Bremsen R1
313/geboostete s rückwärts Leerlauf/Antreiben Anfahren in R1
ECVT1 mit Xer
Co Bremsen 313 ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen Anfahren G1 vorwärts 313/geboostete
Ss vorwärts Leerlauf/Antreiben Anfahren in G1
Elektrisches
Fahren in G6 mit Antreiben vorgewähltem . G3 (E2) Flektrisches Elektrisches fahren und . 313 Fahren in R2 mit Antreiben anlassen n vorgewähltem G3 (E1) 313r anlassen im elektrischen Antreiben Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben Betrieb auf 313 R2 (ECVTR Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl Leerlauf/Antreiben/ R1 Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen G2 (ECVT1 Mech. FUnKt) Bremsen bei 313/ Shltem niedriger Drehzahl geboostete Ne Gänge G2 (ECVT1 Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 Mech. Punkt) Bremsen bei n niedriger Drehzahl vorgewähltem G3 G3 mit Leerlauf/Antreiben/ vorgewähltem Bremsen
R2 zum Abstellen der 313 G3 mit ; vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ 0 X R IL Bremsen G2 G3, Vorwahl Synchronisierung 0 X L von G2-G6 der Wellen G3 mit ; n. Leerlauf/Antreiben/ L IL vorgewähltem Bremsen oO X G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ 0 X L IR Bremsen Leerlauf/Antreiben/ L L G5S Bremsen 9 X G6 (ECVT2 Bremsen bei 0 X L mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G7 Leerlauf/Antreiben/ 0 X L R
Bremsen
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 3 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „313“
Ist die Antriebsmaschine und mit „317“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Die Fig. 4 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 410 mit sieben Gängen G1-G7, wobei der siebente Gang G7 als Direktgang ausgeführt ist. Das Hybridgetriebe 410 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 411, welche über ein Schwungrad 412 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 413 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 414 sowie eine zweite Antriebswelle 415.
Die erste Antriebswelle 414 führt durch die Eingangswelle 411 und die zweite Antriebswelle 415, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur
Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 416 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 410 beinhaltet eine elektrische Maschine 417 bestehend aus einem Rotor 417a und einem Stator 417b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 417 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer
ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 417b mit einem
bidirektionalen Wechselrichter 418 sowie einer Batterie 419 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 418 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 413 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 417 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann sowohl mit als auch ohne FlüssigkeitsZwangskühlung ausgeführt werden.
Der erste Planetensatz 416 besteht aus den drei Gliedern 421, 422 und 423, wobei das erste Glied 421 mit der Eingangswelle 411 verbunden ist. Das zweite Glied 422 ist mit der zweiten Antriebswelle 415 verbunden. Das dritte Glied 423 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 417a verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 416 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 422 und dem dritten Glied 423 ist negativ, wenn das erste Glied 421 stillsteht.
Der erste Planetensatz kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 421 ein Planetenträger, das zweite Glied 422 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 423 das
Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 414 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet, sowie das treibende Zahnrad G5a für den fünften Gang G5, welches mit dem getriebenen Zahnrad G5b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet. Außerdem befinden sich auf der ersten Antriebswelle das getriebene Zahnrad 425, welches mit dem treibenden Zahnrad 426 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet, sowie das treibende Zahnrad 428, welches mit dem getriebenen Zahnrad 428 der mechanischen Ölpumpe 429 kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 415 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit
dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle
424 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 415 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet.
Auf der Rückgangwelle 430 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet.
Das getriebene Zahnrad GRb ist mit der Abtriebswelle 431 verbunden.
Das Hybridgetriebe 410 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 411 angeordnet und
ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 411.
Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 424 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 424 drehfest, in
linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 424 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 414 mit der zweiten Antriebswelle 415 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 414 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete dritte Schaltelement C3 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 414 mit dem Losrad G5a drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 414 mit der Abtriebswelle 431 drehfest.
Der Kupplungsmechanismus C4 bringt in betätigter Position das verschiebbar
angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang R1/R2 mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
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Das in Fig. 4 dargestellte Hybridgetriebe 410 ermöglicht sieben Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 (Direktgang), zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 417 BO CO_|C1|C2|C3|C4 413 413 anlassen Antreiben 0 X R anlassen warm warm/ 417 LadeDetrieb LOqDEtreP Generatorbetrieb oO X R Stillstand R2 mit geschlossener CO Bremsen 9 X * 413 R2 mit Anfahren |vorgewähltem R1 Bremsen 9 9 N ® rückwärts |413/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben | O Ss R X Anfahren in R1 FCVT1 mit Bremsen Oo X R geschlossener CO 413 ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen 0 Oo IR IR Anfahren G1 vorwärts 413/geboostetes vorwärts Leerlauf/Antreiben | O Ss IR IR Anfahren in G1 Elektrisches Fahren IM G6 mit Antreiben X oO L L vorgewähltem Elektrisches S3 (E2) Elektrisches fahren und Fahren in R2 mit 413 n Antreiben X oO L X anlassen vorgewähltem G3 (E1) 413 anlassen im elektrischen Antreiben 0 0 L X Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben 0 Ss L X Betrieb auf 413 R2 (ECVTR Bremsen bei 0 X X mech. Punkt) niedriger Drehzahl 413/ Ri Leerlauf/Antreiben/ 0 X R X boostete Bremsen Gänge G1 Leerlauf/Antreiben/ 0 x IR IR Bremsen G2 (ECVT1 Bremsen bei 0 o IR IR
mech. Punkt) mit] niedriger Drehzahl
vorgewähltem
G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei 0 x IR mech. Punkt) niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei 0 o RL vorgewähltem niedriger Drehzahl G3 G3 mit vorgewähltem R2| Leerlauf/Antreiben/ L X Oo X zum Abstellen Bremsen der 413 G3 mit . N Leerlauf/Antreiben/ R IL vorgewähltem Bremsen oO X G2 G3, Vorwahl von | Synchronisierung 0 X L G2-G6 der Wellen G3 mit . vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ 0 X IL IL Bremsen G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ 0 x IL IR Bremsen Leerlauf/Antreiben/ L R G> Bremsen 9 X G6 (ECVT2 Bremsen bei 0 va mech. Punkt) niedriger Drehzahl G7 Leerlauf/Antreiben/ 0 X L L
Bremsen
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 4 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „413“
Ist die Antriebsmaschine und mit „417“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Die Fig. 5, 5a, 5b zeigen ein modulares Hybridgetriebe 510 mit zwölf Gängen G1G12, welches teilweise lastschaltbar ist. Das Hybridgetriebe 510 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 511, welche über ein Schwungrad 512 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 513 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 514 sowie eine zweite Antriebswelle 515.
Die erste Antriebswelle 514 führt durch die Eingangswelle 511 und die zweite Antriebswelle 515, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 516 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 510 beinhaltet eine elektrische Maschine 517 bestehend aus einem Rotor 517a und einem Stator 517b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 517 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 517b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 518 sowie einer Batterie 519 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie 519 ist für die Niedrigspannung 12V -48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 518 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 513 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 517 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 517 kann wahlweise mit FlüssigkeitsZwangskühlung mittels Kühlkanälen 520 ausgeführt sein.
Der erste Planetensatz 516 besteht aus den drei Gliedern 521, 522 und 523, wobei das erste Glied 521 mit der Eingangswelle 511 verbunden ist. Das zweite Glied 522 ist mit der zweiten Antriebswelle 515 verbunden. Das dritte Glied 523 ist kinematisch mit dem Rotor 517a der elektrischen Maschine 517 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 516 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 522 und dem dritten Glied 523 ist negativ, wenn das erste Glied 521 stillsteht.
Der erste Planetensatz 516 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 521 ein Planetenträger, das zweite Glied 522 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 523 das
Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 514 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet, das getriebene Zahnrad 525, welches mit dem treibenden Zahnrad 526 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 524
befindet, sowie das treibende Zahnrad 527, welches mit dem getriebenen Zahnrad
528 der mechanischen Ölpumpe 529 kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 515 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 515 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet.
Auf der Rückgangwelle 530 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet.
Das getriebene Zahnrad 525 ist mit der Übertragungswelle 531 verbunden.
Koaxial und der Antriebsmaschine 513 gegenüberliegend ist ein Bereichsgruppenwechsler 532 mit einem zweiten Planetensatz angeordnet, welcher aus den Gliedern 533, 534 und 535 besteht, wobei das erste Glied 533 des zweiten Planetensatzes mit der Abtriebswelle 536 verbunden ist. Das zweite Glied 534 ist mit der Übertragungswelle 531 verbunden. Das dritte Glied des zweiten Planetensatzes ist mit der Hohlwelle 537 verbunden. Dabei ist das erste Glied 533 ein Planetenträger, das zweite Glied 534 das Sonnenrad und das dritte Glied 535 das Hohlrad.
Das Hybridgetriebe 510 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 511 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese
Eingangswelle 511.
Das als doppelseitige Kupplung erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 524 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 524 drehfest, in linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 524 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 514 mit der zweiten Antriebswelle 515 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 514 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 514 mit der Übertragungswelle 531, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete vierte Schaltelement C4 verbindet in rechter Position das dritte Glied 535 des zweiten Planetensatzes der Bereichsgruppe 532 drehfest mit dem Gehäuse H, in linker Position verbindet sie die das dritte Glied 535 des Planetensatzes 532 drehfest mit der Abtriebswelle 536.
Das in den Fig. 5, 5a, 5b dargestellte Hybridgetriebe 510 ermöglicht zwölf Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, und ist
teilweise lastschaltbar, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 517 BO CO_|C1|C2|C3|C4 513 513 anlassen . anlassen warm Antreiben 0 X R warm/ ; 517 LadeDetrieb Ladebetrieb | Generatorbetrieb 0 X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen 0 X R IR CO 513 R2 mit Anfahren |vorgewähltem Bremsen 0 0 R IR IR rückwärts R1 513/geboostet es rückwärts | Leerlauf/Antreiben 0 Ss R |R |R Anfahren in R1 ECVT1 mit 543 geschlossener Bremsen 0 x IR R Anfahren Co vorwärts ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen 0 Oo JR JR R G1
513/geboostet
es vorwärts | Leerlauf/Antreiben R Anfahren in G1 Elektrisches Fahren in G6 mit Antreiben L vorgewähltem . G3 (E2) Elektrisches Elektrisches fahren und . 513 Fahren in R2 mit Antreiben L anlassen N vorgewähltem G3 (E1) 513 anlassen im elektrischen Antreiben L Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben L Betrieb auf 513 R2 (ECVTR Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl Leerlauf/Antreiben/ R R1 Bremsen Leerlauf/Antreiben/ R G1 Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei R mit . . n niedriger Drehzahl vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei mech. Punkt) | niedriger Drehzahl 513/ G2 (ECVT1 geboostete | mech. Punkt) ; Gä . Bremsen bei L SANS, mit niedriger Drehzahl niedrigen | vorgewähltem 9 Bereich G3 G3 mit vorgewähltem . R2 zum Leerlauf AntreIDEN/ L Abstellen der 513 G3 mit | vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ L Bremsen G2 G3, Vorwahl Synchronisierung L von G2-G6 der Wellen G3 mit | N Leerlauf/Antreiben/ L vorgewähltem Bremsen
G4 Leerlauf/Antreiben/ 0 x IL IR R Bremsen G5 (ECVT2 Bremsen bei 0 va R mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G6 Leerlauf/Antreiben/ 0 va L IR Bremsen G7 Leerlauf/Antreiben/ 0 x IR IR L Bremsen G8 (ECVT3 mech. Punkt) bei mit | Bremsen ei 0 0 R IR L vorgewähltem niedriger Drehzahl G7 G8 (ECVT3 Bremsen bei 0 x IR L mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G8 (ECVT3 mech. Punkt) . mit Bremsen bei 0 o RL L 513/ vorgewähltem niedriger Drehzahl geboostete G9 Gänge, . hohen vorge wähltem Leerlauf/Antreiben/ 0 x RL L Bereich G8 Bremsen G9, Vorwahl Synchronisierung 0 X L L von G8-G10 der Wellen G9 mit . vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ 0 X IL IL L G10 Bremsen G10 Leerlauf/Antreiben/ 0 x IL IR L Bremsen G11 (ECVT4 Bremsen bei 0 va L mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G12 Leerlauf/Antreiben/ 0 va L IL
Bremsen
Fig. 5a zeigt den direkten Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 513 und dem Abtriebswelle 536 für das Hybridgetriebe 510 aus Fig. 5 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der
obigen Schalttabelle:
Modus Gänge 517 BO CO 1|C1|C2|C3/|C4 513/ geboostete . Gänge, G6 LeenauT/AntreIDEN/ 0 X L L IR niedrigen Bereich
Fig. 5b zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 513 und dem
Abtriebswelle 536 für das Hybridgetriebe 510 aus Fig. 5 mit einem eingerückten
sechsten Gang G7 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:
Modus Gänge 517 BO CO 1|C1|C2|C3/|C4 513/ geboostete . M Leerlauf/Antreiben/ R L Gänge, G7 Bremsen oO X R hohen Bereich
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 5, 5a, 5b - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „513“
Ist die Antriebsmaschine und mit „517“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 510, welches sich von dem in Fig. 5 dargestellten dadurch unterscheidet, dass die elektrische Maschine 517 konzentrisch zur Eingangswelle 511 angeordnet ist. Des Weiteren ist der die drei Glieder 521, 522 und 523 aufweisende erste Planetensatz 516 als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) ausgeführt, wobei das erste Glied 521 ein Planetenträger, das zweite Glied 522 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 523 das Zentralrad mit kleinem
Durchmesser ist.
Die Fig. 6, 6a, 6b, 6c zeigen ein modulares Hybridgetriebe 610 mit zwölf Gängen G1-G12, welches voll lastschaltbar ist. Das Hybridgetriebe 610 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 611, welche über ein Schwungrad 612 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 613 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 614 sowie eine zweite Antriebswelle 615.
Die erste Antriebswelle 614 führt durch die Eingangswelle 611 und die zweite Antriebswelle 615, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle 611 ist ein erster Planetensatz 616 angeordnet.
Das Hybridgetriebe 610 beinhaltet eine elektrische Maschine 617 bestehend aus einem Rotor 617a und einem Stator 617b. Beispielsweise kann die elektrische
Maschine 617 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 617b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 618 sowie einer Batterie 619 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 618 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 613 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 617 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann wahlweise mit Flüssigkeits-
Zwangskühlung mittels Kühlkanälen 620 ausgeführt sein.
Der erste Planetensatz 616 besteht aus den drei Gliedern 621, 622 und 623, wobei das erste Glied 621 mit der Eingangswelle 611 verbunden ist. Das zweite Glied 622 ist mit der zweiten Antriebswelle 615 verbunden. Das dritte Glied 623 ist kinematisch mit dem Rotor 617a der elektrischen Maschine 617 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der Planetensatz 616 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 622 und dem dritten Glied 623 ist negativ, wenn das erste Glied 621 stillsteht.
Der erste Planetensatz 616 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei
Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 621 ein Planetenträger, das zweite Glied 622 das Zentralrad
mit großem Durchmesser und das dritte Glied 623 das Zentralrad mit kleinem
Durchmesser ist.
Auf der ersten Antriebswelle 614 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 624 (Vorgelegewelle) befindet, das getriebene Zahnrad 625, welches mit dem treibenden Zahnrad 626 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet, sowie das treibende Zahnrad 627, welches mit
dem getriebenen Zahnrad 628 der mechanischen Ölpumpe 629 kämmt.
Auf der zweiten Antriebswelle 615 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle
624 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 615 das
treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet.
Auf der Rückgangwelle 630 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen
mit dem getriebenen Rad GRb, das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet.
Das getriebene Zahnrad 625 ist mit der Übertragungswelle 631 verbunden.
Koaxial und der Antriebsmaschine 613 gegenüberliegend ist eine Bereichsgruppe 632 in Form eines Planetensatzes angeordnet, welcher aus den Gliedern 633, 634 und 635 besteht, wobei das erste Glied 633 mit der Abtriebswelle 636 verbunden ist. Das zweite Glied 634 ist mit der Übertragungswelle 631 verbunden. Das dritte Glied ist mit der Hohlwelle 637 verbunden. Dabei ist das erste Glied 633 ein Planetenträger, das zweite Glied 634 die Sonne und das dritte Glied 635 das Hohlrad,
Das Hybridgetriebe 610 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 611 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese
Eingangswelle 611.
Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 624 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 624 drehfest, in linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 624 drehfest.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 614 mit der zweiten Antriebswelle 615 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 614 mit dem Losrad G3a drehfest.
Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 614 mit der Übertragungswelle 631, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete
Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete vierte Schaltelement C4 verbindet in rechter Position das dritte Glied 635 des Planetensatzes 632 drehfest mit dem Gehäuse H, in linker Position verbindet sie die das dritte Glied 35 des Planetensatzes 632 drehfest mit der Abtriebswelle 636.
Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete fünfte Schaltelement C5 verbindet in rechter Position die Übertragungswelle 631 mit dem getriebenen Zahnrad 625, in linker Position verbindet sie das getriebene Zahnrad 625 mit dem
ersten Glied 633 des Planetensatzes 632.
Das in Fig. 6, 6a, 6b, 6c dargestellte Hybridgetriebe 610 ermöglicht zwölf Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, und ist voll lastschaltbar, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:
Modus Gänge 617 BO | CO |C1| C2 | C3 |C4|C5 613 613 Anlassen Antreiben ol x R Anlassen warm warm/ Ladebetrieb| 617 Ladebetrieb . R im Stillstand Generatorbetrieb oO X Stillstand R2 mit R R IR
geschlossener CO Bremsen O | X
613 R2 mit R R R IR Anfahren Ivorgewähltem R1 Bremsen 9 | 9
rückwärts |613/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben | O | Ss R R RR R Anfahren in R1
FCVT1 mit Bremsen oO X IR R IR geschlossener CO
ECVT1 mit
613 vorgewähltem Bremsen o|o R |R R IR Anfahren G1
vorwärts 613/geboostetes vorwärts Leerlauf/Antreiben | O0 | s |R |R R IR Anfahren in G1
Elektrisches
Elektrisches| Fahren in G6 mit Antreiben X Oo IL IL R IR Fahren und | vorgewähltem
613 G3 (E2) Anlassen Elektrisches Antreiben X O L R R IR
Fahren in R2 mit
vorgewähltem
G3 (E1) 613 anlassen im elektrischen Antreiben R Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben R Betrieb auf 613 R2 (ECVTR Bremsen bei R mech. Punkt) [| niedriger Drehzahl Ri Leerlauf/Antreiben/ R Bremsen G1 Leerlauf/Antreiben/ R Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei R vorgewähltem | niedriger Drehzahl G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei R mech. Punkt) [| niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei R vorgewähltem | niedriger Drehzahl 613/ G3 geboostete G3 mit Gänge, |vorgewähltem R2| Leerlauf/Antreiben/ R niedriger zum Abstellen Bremsen Bereich der 613 vorgewahltem Leerlauf/Antreiben/ R Bremsen G2 G3, Vorwahl von | Synchronisierung R G2-G6 der Wellen vorgewahltem Leerlauf/Antreiben/ R Bremsen G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ R Bremsen G5 (ECVT2 Bremsen bei R mech. Punkt) [| niedriger Drehzahl vorgewahltem Leerlauf/Antreiben/ R niedrigen-Bereich Bremsen Wechsel der Synchronisierung Bereichsgru G6 der Wellen R ppe 613/ G6 mit . geboostete | vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ R Gänge, hohen-Bereich Bremsen
hoher G6-G7 Schalt mit
Bereich G8 Bremsen Oo | o |R L Unterstützung G7 Leerlauf/Antreiben/ o| x IR IR L Bremsen G8 (ECVT3 mech. Punkt) mit Bremsen bei ol oR IR L vorgewähltem | niedriger Drehzahl G7 G8 (ECVT3 Bremsen bei o | x IR L mech. Punkt) [| niedriger Drehzahl G8 (ECVT3 mech. Punkt) mit Bremsen bei oloR IL L vorgewähltem | niedriger Drehzahl G9 vorgewahltem Leerlauf/Antreiben/ 0 X IR IL L Bremsen G8 G9, Vorwahl von | Synchronisierung 0 X L L G8-G10 der Wellen vorgewahltem Leerlauf/Antreiben/ 0 X IL IL L Bremsen G10 G10 Leerlauf/Antreiben/ o | x IL IR L Bremsen G11 (ECVT4 Bremsen bei o | x IL L mech. Punkt) | niedriger Drehzahl G12 Leerlauf/Antreiben/ Oo | x IL L L
Bremsen
Fig. 6a zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit vorgewähltem niedrigen Bereich mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:
Modus Gänge 517 BO CO _|C1|C2|C3|C4/C5 SI | 66 mit Gänge, S vorgewähltem | Leerlauf/Antreiben/ 0 X IL L IR IR niedriger niedrigem Bremsen Bereich Bereich
Fig. 6b zeigt den direkten Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 bei Wechsel der Bereichsgruppen mit Synchronisierung der Wellen durch die elektrische Maschine 617 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:
Modus Gänge 517 BO CO_|C1|C2|C3|C4/C5 Wechsel der G6 Synchronisierung 0 X L IR Bereichsgruppe der Wellen
Fig. 6c zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit vorgewähltem hohem Bereich mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:
Modus Gänge 517 BO CO _|C1|C2|C3|C4/C5
613/ geboostete G6 mit Gänge, |vorgewähltem hoher hohen-Bereich Bereich
Leerlauf/Antreiben/
oO X IR L IR IL Bremsen
In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 6, 6a, 6b, 6c - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „613“ Ist die Antriebsmaschine und mit „617“ die elektrische Maschine bezeichnet.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 610, welches sich von dem in Fig. 6 dargestellten dadurch unterscheidet, dass die elektrische Maschine 617 konzentrisch zur Eingangswelle 611 angeordnet ist. Des Weiteren ist der die drei Glieder 621, 622 und 623 aufweisende erste Planetensatz 616 als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen ausgeführt, wobei das erste Glied 621 ein Planetenträger, das zweite Glied 622 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 623 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mit Direktgang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (H), einer mit einer Antriebsmaschine (113, 213, 313, 413, 513, 613) verbundenen Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), einer ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614), einer zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), wobei jede der beiden konzentrischen Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) mehrere Antriebszahnräder (G12a, G3a, G46a) aufweist, mit mindestens einer angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit einer Mehrzahl von angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb), die mit den Antriebszahnrädern (G12a, G3a, G46a) an den Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) kämmen, mit einer Mehrzahl von steuerbaren Schaltelementen (C1, C2, C3, C4, C5), die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad (G12a, G3a, G46a) oder angetriebenes Zahnrad (G12b, G3b, G46b, GRb) mit einer korrespondierenden Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) oder angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) verbinden, so dass sie den Kraftfluss von der ersten (114, 214, 314, 414, 514, 614) oder zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) zur angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen herstellen, mit einem steuerbaren Überbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) blockiert, mit einer elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617) mit einem Rotor (117a, 217a, 317a, 417a, 517a, 617a), mit einem ersten Planetenradsatz (116, 216, 316, 416, 516, 616) mit drei Gliedern (121, 122, 123; 221, 222, 223; 321, 322, 323; 421, 422, 423; 521, 522, 523; 621, 622, 623), wobei ein erstes Glied (121, 221, 321, 421, 521, 621) mit der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), ein zweites Glied (122, 222, 322, 422, 522, 622) mit der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), und ein drittes Glied (123, 223, 323, 423, 523, 623) mit dem Rotor (117a, 217a, 317a, 417a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617) derart verbunden ist, dass ein Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied (122, 222, 322, 422, 522,
    622) und dem dritten Glied (123, 223, 323, 423, 523, 623) negativ für ein gestopptes erstes Glied (121, 221, 321, 421, 521, 621) ist, und wobei die angetriebene Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) ein Abtriebsritzel (126, 226, 326, 426, 526, 626) aufweist, das mit einem Abtriebszahnrad (125, 225, 325, 425, 525, 625) eines - vorzugsweise durch eine Abtriebswelle (131, 231, 331, 431, 531, 631) gebildeten - Abtriebselements im Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) mittels einer steuerbare Reibkupplung (CO) mit der ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibbremse (BO) die Drehung der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) gegenüber dem Gehäuse (H) blockierbar ist, wobei die Reibkupplung (CO) und Reibbremse (BO durch gemeinsame Betätigungsmittel
    (B) steuerbar sind.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mindestens vier angetriebene Zahnräder (G12b, G3b, G46b, GRb) und ein erstes Schaltelement (C1) aufweist, welches selektiv erste (G12b) und zweite angetriebene Zahnräder (G46b) mit der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) in Eingriff bringt.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) ein erstes (G12a) und ein zweites Antriebszahnrad (G46a) aufweist, die mit den ersten (G12b) und zweiten angetriebenen Zahnrädern (G46b) auf der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624)
    kämmen.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) ein drittes Antriebszahnrad (G3a) aufweist, das mit einem dritten angetriebenen Zahnrad (G3b) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) kämmt, sowie ein das Überbrückungsschaltelement bildendes zweites Schaltelement (C2), durch welches wahlweise die erste Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) mit der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) direkt verbindbar oder mit dem zweiten
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    Antriebszahnrad (G46a) in Eingriff bringbar ist, und ein drittes Schaltelement (C3), durch welches die erste Antriebswelle (114) mit dem Abtriebselement in Eingriff bringbar ist.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) ein Rückgang-Zahnrad (GRa) aufweist, das mit einem der Antriebszahnräder (G12a) der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) kämmt, und ein viertes angetriebenes Zahnrad (GRb) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) und weiters ein Rückgangschaltelement (R1/R4) aufweist, durch welches ein Leistungsfluss von der zweiten Antriebswelle über das Rückgang-Zahnrad (GRa) zur angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) herstellbar
    ist.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente der gemeinsamen Betätigungsmittel (B) - in axialer Richtung betrachtet - zumindest teilweise überlappend mit den angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) angeordnet ist.
    . Modulares Hybridgetriebe (110, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6) mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei
    ein erster Gang (G1) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein zweiter Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und elektrisches Verriegeln des Rotors (117a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 517, 617),
    ein dritter Gang (G3) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades
    (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (114,
    514, 614) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein vierter Gang (G4) durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades (G46b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein fünfter Gang (G5) durch Verbinden des Abtriebszahnrades (125, 525, 625) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (114, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO) und
    sechster Gang (G6) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (114, 514, 614) und elektrisches Verriegeln des Rotors (117a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 517, 617) gebildet ist.
    . Modulares Hybridgetriebe (210, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6) mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei
    ein erster Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (224, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein zweiter Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (224, 524, 624) und elektrisches Verriegeln des Rotors (217a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (217, 517, 617),
    ein dritter Gang (G3) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (214, 514, 614) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein vierter Gang (G4) durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades (G46b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (224, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein fünfter Gang (G5) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (214, 524, 624) und elektrisches Blockieren des Rotors (217a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (217, 517, 617) und
    ein sechster Gang (G6) durch Verbinden des Abtriebszahnrades (225, 525,
    625) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (214, 514, 614) und Schließen der Reibkupplung (CO) gebildet ist.
    9. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 510, 610) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C3) und das Rückgangschaltelement (R1/R2) durch einen gemeinsamen Drei-Positionen
    schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.
    10.Modulares Hybridgetriebe (310) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (310) weiters ein fünftes Antriebszahnradrad (G7a) auf der ersten Antriebswelle (314) und ein entsprechendes fünftes angetriebenes Zahnrad (G7b) auf der angetriebenen Welle (324) aufweist, wobei das dritte Schaltelement (C3) ausgebildet ist, um selektiv mit dem Abtriebszahnrad (325) oder dem fünften Antriebszahnrad (G7a) im Eingriff zu stehen, und die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7) mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei ein erster Gang (G1) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (324) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein zweiter Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (324) und elektrisches Verriegeln des Rotors (317a) der elektrischen Maschine (317), ein dritter Gang (G3) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (314) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein vierter Gang (G4) durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades (G46b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (324) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein fünfter Gang (G5) durch direktes Verbinden der ersten Antriebswelle (314) über das dritte Schaltelement (C3) mit dem Abtriebszahnrad (325) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein sechster Gang (G6) durch Verbinden des dritten angetriebenen
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    Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (314) und elektrisches Verriegeln des Rotors (317a) der elektrischen Maschine (317) und
    ein siebenter Gang (G7) durch Verbinden des fünften Antriebszahnrades (G7a) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (314) und Schließen der Reibkupplung (CO) gebildet ist.
    ‚Modulares Hybridgetriebe (410) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
    gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (410) weiters ein fünftes Antriebszahnradrad (G7a) auf der ersten Antriebswelle (414) und ein entsprechendes fünftes angetriebenes Zahnrad (G7b) auf der angetriebenen Welle (424) aufweist, wobei das dritte Schaltelement (C3) ausgebildet ist, um selektiv mit dem Abtriebszahnrad (425) oder dem fünften Antriebszahnrad (G7a) im Eingriff zu stehen, und die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7) mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei:
    ein erster Gang (G1) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (424) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein zweiter Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (424) und elektrisches Verriegeln des Rotors (417a) der elektrischen Maschine (417),
    ein dritter Gang (G3) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (414) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein vierter Gang (G4) durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades (G46b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (424) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein fünfter Gang (G5) durch Verbinden des fünften Antriebszahnrades (G7a) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (414) und Schließen der Reibkupplung (CO),
    ein sechster Gang (G6) durch Verbinden des dritten angetriebenen
    Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten
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    Antriebswelle (414) und elektrisches Verriegeln des Rotors (417a) der elektrischen Maschine (417) und
    ein siebenter Gang (G7) durch direktes Verbinden der ersten Antriebswelle (414) über das dritte Schaltelement (C3) mit dem Abtriebszahnrad (425) und Schließen der Reibkupplung (CO) gebildet ist.
    12.Modulares Hybridgetriebe (310, 410) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgang-Schaltelement (R1/R2) durch einen
    separaten Aktuator betätigbar ist.
    13.Modulares Hybridgetriebe (510) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (510) weiters einen Bereichsgruppenwechlser (532) mit einem zweiten Planetenradsatz mit drei Gliedern (533, 534, 535) aufweist, wobei ein erstes Glied (533) als Planetenträger, ein zweites Glied (534) als Sonnenrad und ein drittes Glied (535) als Hohlrad ausgebildetes ist, und weiters ein viertes Schaltelement (C4) aufweist, wobei das Abtriebszahnrad (525) mit dem Sonnenrad verbunden ist, und das Hohlrad durch das vierte Schaltelement (C4) selektiv mit dem Gehäuse (H) oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes in Eingriff bringbar ist.
    14.Modulares Hybridgetriebe (610) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (610) weiters einen Bereichsgruppenwechlser (632) mit einem zweiten Planetenradsatz mit drei Gliedern (633, 634, 635) aufweist, wobei ein erstes Glied (633) als Planetenträger, ein zweites Glied (634) als Sonnenrad und ein drittes Glied (635) als Hohlrad ausgebildetes ist, und weiters ein viertes Schaltelement (C4) und ein fünftes Schaltelement (C5) aufweist, wobei das Hohlrad durch das vierte Schaltelement (C4) selektiv mit dem Gehäuse (H) oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes in Eingriff bringbar ist, und wobei durch das fünfte Schaltelement (C5) das Abtriebszahnrad (625) selektiv mit dem Sonnenrad oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes in Eingriff bringbar ist.
    15.Modulares Hybridgetriebe (510, 610) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C3), das
    Rückgangschaltelement (R1/R2), sowie zumindest ein Element des
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    Bereichsgruppenwechlser (532, 632) - vorzugsweise das vierte Schaltelement (C4) und/oder fünfte Schaltelement (C5) - durch einen gemeinsamen Drei-Positionen schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.
    14.05.2019 FÜ
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3363671A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-22 AVL List GmbH Mehrgängiges lastgeschaltetes hybridgetriebe und motorstartverfahren

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EP3363671A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-22 AVL List GmbH Mehrgängiges lastgeschaltetes hybridgetriebe und motorstartverfahren

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