AT524455B1 - Antriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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AT524455B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine (ICE), zumindest einer ersten elektrischen Maschine (E1), einer zweiten elektrischen Maschine (E2), einer Getriebeeinheit (10) mit einer Getriebeeingangswelle (12), einem ersten Planetengetriebe (PG1a) mit drei Getriebeelementen (1G1, 2G1, 3G1), einem zweiten Planetengetriebe (PG1b) mit drei Getriebeelementen (1G2, 2G2, 3G2) sowie einem Stufengetriebe (17) mit einer ersten Zwischenwelle (Z1), einer zweiten Zwischenwelle (Z2) und einer Getriebeausgangswelle (13), mit welcher die zweite elektrische Maschine (E2) drehverbunden ist. Das Stufengetriebe weist zumindest zwei, Gänge (1, 2, 3, R) mit unterschiedlichen Drehzahlübersetzungen auf. Die Getriebeeingangswelle (12) ist mit einem ersten Getriebeelement (1G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem ersten Getriebeelement (1G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) drehverbunden. Ein drittes Getriebeelement (3G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) ist mit der ersten Zwischenwelle (Z1) drehverbunden. Ein drittes Getriebeelement (3G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) ist mit der zweiten Zwischenwelle (Z2) drehverbunden. Die erste elektrische Maschine (E1) ist derart mit einem zweiten Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem zweiten Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG3) drehverbunden, dass das zweite Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und das zweite Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) einerseits sowie die erste Zwischenwelle (Z1) und die zweite Zwischenwelle (Z2) des Stufengetriebes (17) andererseits in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die zweite elektrische Maschine (E2) ist mit der Getriebeausgangswelle (13) drehverbunden.

Description

- einer Brennkraftmaschine,
- zumindest einer ersten elektrische Maschine,
- zumindest einer zweiten elektrische Maschine,
- einer Getriebeeinheit mit
- einer mit der Brennkraftmaschine drehverbindbaren oder drehverbundenen Getriebeeingangswelle,
- einem ersten Planetengetriebe mit den Getriebeelementen erstes Sonnenrad, erstes Hohlrad und erster Planetenträger, wobei der erste Planetenträger erste Planetenräder trägt, die mit dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad kämmen,
- einem zweiten Planetengetriebe mit den Getriebeelementen zweites Sonnenrad, zweites Hohlrad und zweiten Planetenträger, wobei der zweite Planetenträger zweite Planetenräder trägt, die mit dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad kämmen,
- einem Stufengetriebe mit einer ersten Zwischenwelle, einer zweiten Zwischenwelle und einer Getriebeausgangswelle, wobei
- auf den Zwischenwellen des Stufengetriebes und/oder der Getriebeausgangswelle miteinander kämmende Losräder und Festräder derart angeordnet sind, dass sie mindestens zwei Gänge, vorzugsweise mindestens drei Gänge, mit unterschiedlichen Drehzahlübersetzungen bilden,
- die Getriebeeingangswelle mit einem ersten Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und einem ersten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar ist,
- ein drittes Getriebeelement des ersten Planetengetriebes mit der ersten Zwischenwelle des Stufengetriebes, über die der erste Gang, und vorzugsweise auch der dritte Gang, des Stufengetriebes geschaltet werden, drehverbunden oder drehverbindbar ist und ein drittes Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes mit der zweiten Zwischenwelle des Stufengetriebes, über die der zweite Gang des
Stufengetriebes geschaltet wird, drehverbunden oder drehverbindbar ist.
Die WO 2019/191797 A1 beschreibt eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Planetengetriebe und einem zweiten Planetengetriebe, wobei die
Getriebeeingangswelle mit einem ersten Planetenträger verbunden ist und das erste
Hohlrad und das zweite Hohlrad permanent miteinander verbunden sind. Eine erste elektrische Maschine ist permanent mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und eine zweite elektrische Maschine in zumindest einem Betriebsmodus mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes antriebsverbunden. Das erste Sonnenrad ist über ein Schaltelement mit dem Gehäuse verbindbar. Der zweite Planetenträger des zweiten Planetengetriebes ist fest mit dem Gehäuse verbunden und die zweite elektrische Maschine mit dem
zweiten Sonnenrad verbunden oder verbindbar.
Aus der DE 10 2013 113 344 A1 ist ein Leistungsübertragungssystem für ein Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Planetengetriebe bekannt, von denen einer als Minusgetriebe und der andere als Plusgetriebe ausgebildet ist. Dabei sind eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei die erste elektrische Maschine fest mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und die zweite elektrische Maschine fest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes verbunden ist. Die Planetenträger der beiden Planetengetriebesätze sind über eine Reibungskupplung miteinander drehverbindbar. Das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes kann über eine erste Reibungsbremse, und der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes über eine zweite Reibungsbremse festgehalten
werden.
Die DE 10 2013 226 472 A1 beschreibt ein Kraftübertragungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden. Die Hohlräder der beiden Planetenradsätze sind miteinander verbunden und wirken auf eine Antriebseinheit ein. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist über eine Bremse festhaltbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist über eine Kupplung mit den Hohlrädern verbindbar. Weiters ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten elektrischen Maschine und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit
einer zweiten elektrischen Maschine verbunden.
Die WO 01/83249 A2 beschreibt ein Getriebe für Kraftfahrzeuge mit zwei Planetengetrieben, deren Hohlräder mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
verbunden sind. Jedes Planetengetriebe ist mit jeweils einer Elektromaschine und
jeweils einer Getriebewelle gekoppelt, auf denen Eingangszahnräder für verschiedene Getriebeübersetzungen angeordnet sind. Die Eingangszahnräder
kämmen mit auf einer Ausgangswelle angeordneten Ausgangszahnrädern.
Die WO 2015/142258 A1 offenbart einen Hybrid-Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine, einem ersten Planetengetriebe und einem zweiten Planetengetriebe, einer ersten elektrischen Maschine und einer zweiten elektrischen Maschine. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der WO 03/049965 A1 bekannt.
Die DE 10 2015 226 007 A1 beschreibt eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit zwei miteinander gekoppelten Planetengetriebeabschnitten. Dabei weisen die Sonnenräder der beiden Planetengetriebe ineinandergreifende Zahnkränze auf, so dass die Sonnenräder in entgegengesetzte Richtungen drehen. An einem der Sonnenräder greift das Abtriebszahnrad einer elektrischen Maschine an.
Bei Getrieben mit Klauenkupplungen darf - um einen Schaltvorgang zu ermöglichen — die Drehzahldifferenz der zu schaltenden Getriebeteile eine schaltbare Grenze nicht überschreiten bzw. unterschreiten. Liegt die Drehzahldifferenz außerhalb der schaltbaren Grenze, so muss üblicherweise - nachdem die Schiebemuffe in eine Mittelstellung gebracht wird - ein Drehzahlausgleich zwischen den zu schaltenden Getriebeteilen durchgeführt werden. Dies geschieht beispielsweise durch geeignetes Verstellen der Drehzahl einer elektrischen Maschine. Je höher die Drehzahldifferenz ist, desto länger dauert die Synchronisierung, was sich negativ auf das
Gesamtleistungsverhalten auswirken kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Antriebsstranganordnung der eingangs genannten Art die Schaltzeiten zu reduzieren.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der genannten Aufgabe dadurch, dass e entweder o die erste elektrische Maschine derart mit einem zweiten Getriebeelement
des ersten Planetengetriebes und einem zweiten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar ist, dass das zweite Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und das zweite Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes - zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit - in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch - zumindest in einem Betriebsbereich der
Getriebeeinheit - die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle des Stufengetriebes gegensinnige Drehzahländerungen erfahren oder
o Zwei erste elektrische Maschinen vorgesehen sind, die zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit in entgegengesetzte Richtungen drehen, wobei die eine erste elektrische Maschine dabei mit einem zweiten Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und die andere erste elektrische Maschine mit einem zweiten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar ist, wodurch die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle des Stufengetriebes gegensinnige Drehzahländerungen erfahren, und
e wobei die zweite elektrische Maschine mit der Getriebeausgangswelle
drehverbunden oder drehverbindbar ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Stufengetriebe zumindest ein insbesondere zumindest zwei - als Klauenkupplung(en) ausgebildete(s) Gangschaltelement(e) aufweist. Der Schaltvorgang erfolgt wie üblich durch axiales
Verschieben einer Schiebemuffe.
Die erfindungsgemäße Antriebsstranganordnung hat den Vorteil, dass es einen Geschwindigkeitsbereich gibt, in dem die Drehzahldifferenz der zu schaltenden Wellenteile im Stufengetriebe zwischen den Schaltpositionen unter die schaltbare maximale Grenzdrehzahldifferenz fällt. In diesem Geschwindigkeitsbereich ist eine zusätzliche Synchronisierung nicht notwendig und die Schiebemuffe des zu schaltenden Gangschaltelementes kann sofort in die einzulegende Schaltposition
geschoben werden, was zu sehr kurzen Schaltzeiten führt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Leistungen und Baugrößen der elektrischen Maschinen klein gehalten werden können, was sich günstig auf den konstruktiven Aufwand und die Kosten auswirkt.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine derart mit einem zweiten Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und einem zweiten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar ist, dass bei einer ersten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine im
ersten und im zweiten Gang des Stufengetriebes identisch ist.
In weiterer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die erste elektrische Maschine derart mit einem zweiten Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und einem zweiten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar ist, dass bei einer zweiten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine im zweiten und im dritten Ganges
Stufengetriebes, identisch ist.
Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine über ein erstes Schaltelement mit der
Getriebeausgangswelle drehverbindbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und das erste Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes durch eine Bremse feststellbar ist, wobei vorzugsweise in einem elektrischen Fahrmodus, bei dem die erste und/oder zweite elektrische Maschine aktiviert ist, das erste Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und das erste Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes
durch die Bremse blockiert sind.
Um Nebenaggregate auf einfache Weise antreiben zu können ist es vorteilhaft,
wenn zumindest eine Zwischenwelle einen Nebenabtrieb aufweist.
Um bei Ausfall beispielsweise der Steuerung für die elektrischen Maschinen eine sogenannte "Motor-Notbetrieb" Funktion zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Antriebsstrang zumindest eine Notfallschaltung insbesondere für eine Vorwärtsfahrt und eine Rückwärtsfahrt - aufweist. Dies ermöglicht eine Weiterfahrt im Falle einer Störung mit reduzierter Funktionalität.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass eine erste Drehachse der Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes und eine zweite Drehachse der Getriebeelemente des zweiten Planetengetriebes parallel und in einem definierten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise die erste Zwischenwelle achsgleich zur ersten Drehachse und die zweite Zwischenwelle achsgleich zur zweiten Zwischenwelle ausgebildet sind. In einer dazu alternativen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erste Drehachse der Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes und eine zweite Drehachse der Getriebeelemente des zweiten Planetengetriebes koaxial angeordnet sind, wobei vorzugsweise eine erste Zwischenwelle achsgleich zur ersten und zweiten Drehachse ausgebildet und die zweite Zwischenwelle von der ersten Zwischenwelle beabstandet ist.
Weiters kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine achsgleich zueinander angeordnet sind.
Weiters sieht eine Ausführung der Erfindung vor, dass die mit der Brennkraftmaschine verbindbare Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle achsgleich zueinander angeordnet sind, wobei die Brennkraftmaschine und die Getriebeausgangswelle an verschiedenen Enden der
Getriebeanordnung angeordnet sind.
Die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine können
miteinander drehverbindbar sein.
Um Bauraum zu sparen kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite elektrische Maschine eine als Hohlwelle ausgebildete zweite Abtriebswelle aufweist, wobei eine erste Abtriebswelle der ersten elektrischen Maschinen zumindest teilweise innerhalb der zweiten Abtriebswelle angeordnet ist.
In einer konstruktiv einfachen und kompakten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass sowohl der erste als auch der zweite Planetenradsatz als einfache Minusgetriebe ausgebildet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 2. einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer vierten Ausführung der Erfindung;
Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer fünften Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer sechsten Ausführung der Erfindung; und
Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer achten Ausführung der Erfindung und
Fig. 9 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einer neunten Ausführung der Erfindung und.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit den gleichen Bezugs-
zeichen versehen.
Die Fig. 1 bis Fig. 9 zeigen jeweils Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge,
beispielsweise Hybridfahrzeuge, mit Getriebeeinheiten 10.
Jede Getriebeeinheit 10 weist ein mit Bezugszeichen 11 nur angedeutetes Gehäuse, eine Getriebeeingangswelle 12 und zumindest eine Getriebeausgangswelle 13 auf. Die Getriebeeingangswelle 12 kann über eine Schaltkupplung 14 mit einer Brennkraftmaschine ICE verbunden werden. Die Getriebeausgangswelle 13 dient zum Antrieb von Antriebsrädern 15 des Kraftfahrzeuges, wobei mit Bezugszeichen 16 eine Hinterachse mit Übersetzung und wahlweisem Differential bezeichnet ist. Die Getriebeeinheit 10 weist innerhalb des Gehäuses 11 ein erstes Planetengetriebe PG1 und ein zweites Planetengetriebe PG2 auf, wobei die Planetengetriebe PG1, PG2 als einfache Minusgetriebe ausgebildet sind. Jedes der beiden Planetengetriebe PG1, PG2 weist drei Getriebeelemente auf, nämlich ein Sonnenrad s1, s2, ein
Hohlrad h1, h2 und einen Planetenträger p1, p2.
Das erste Planetengetriebe PG1 weist ein erstes Sonnenrad s1, ein erstes Hohlrad h1 und einen ersten Planetenträger p1 für einen mit dem ersten Sonnenrad s1 und dem ersten Hohlrad h1 im Zahneingriff stehenden ersten Planetenradsatz zp1 auf. Der zweite Planetengetriebe PG2 weist ein zweites Sonnenrad s2, ein zweites Hohlrad h2 und einen zweiten Planetenträger p2 für einen mit dem zweiten Sonnenrad s2 und dem zweiten Hohlrad h2 im Zahneingriff stehenden zweiten
Planetenradsatz zp2 auf.
Die Getriebeeinheit 10 weist ein Stufengetriebe 17 mit einer ersten Zwischenwelle Z1 und einer zweiten Zwischenwelle Z2 sowie der Getriebeausgangswelle 13 auf, auf welchen Festräder FR und Losräder LR so angeordnet sind, dass sie mindestens
zwei, insbesondere mindestens drei - feste Gänge 1, 2, 3, R mit unterschiedlichen Drehzahlübersetzungen - nämlich Vorwärtsgänge 1, 2, 3 und Rückwärtsgang R bilden. Das Schalten der Gänge 1, 2, 3, R erfolgt über ein erstes Gangschaltelement 22 und über ein zweites Gangschaltelement 23. Die Gangschaltelemente 22, 23 sind beispielsweise als Klauenkupplungen ausgebildet, wobei der Schaltvorgang durch jeweils eine Schiebemuffe erfolgt. Ein Schaltvorgang durch axiales Verschieben der Verschiebemuffe ist nur möglich, wenn die Drehzahldifferenz der zu schaltenden Getriebeteile eine schaltbare obere und untere Grenze nicht überschreitet bzw. unterschreitet.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung kann das
Stufengetriebe 17 auch für mehr als drei Gänge 1, 2, 3 ausgebildet sein.
Bei allen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung existiert ein Geschwindigkeitsbereich, in welchem die Drehzahldifferenz der zu schaltenden Wellenteilen zwischen den Schaltpositionen innerhalb einer schaltbaren maximalen bzw. minimalen Grenzdrehzahldifferenz liegt. In diesem Geschwindigkeitsbereich kann ein Verschieben der Verschiebemuffe ohne zusätzliche Synchronisierung der zu schaltenden Getriebeteile erfolgen. Dadurch lassen sich sehr kurze Schaltzeiten realisieren.
Weiters weist die Getriebeeinheit 10 zumindest eine erste elektrische Maschine E1
und eine zweite elektrische Maschine E2 auf.
Die Brennkraftmaschine ist mit einem ersten Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und einem ersten Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes drehverbunden oder drehverbindbar. Die erste elektrische Maschine E1 ist derart mit einem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und einem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden oder drehverbindbar, dass das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 - zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit 10 - in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch die erste Zwischenwelle Z1 und die zweite Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes 17 gegensinnige Drehzahländerungen erfahren können. Ein drittes Getriebeelement 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1 ist mit der ersten
Zwischenwelle Z1 des Stufengetriebes17, über die der erste und optional der dritte
Gang des Stufengetriebes 17 geschaltet werden, drehverbunden oder drehverbindbar. Ein drittes Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 ist mit der zweiten Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes 17, über die der zweite Gang des Stufengetriebes 17 geschaltet wird, drehverbunden oder drehverbindbar.
Die Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 ist - über eine feste Getriebestufe 24 - mit der Getriebeausgangswelle 13 drehverbunden oder drehverbindbar. In vorteilhafter Weise kann die zweite elektrische Maschine E2 auch optional über ein nicht weiter dargestelltes Zwischengetriebe mit zwei oder
drei Gängen mit der Getriebeausgangswelle 13 verbunden sein.
Die Antriebswelle E1a der erste elektrische Maschine E1 ist - eventuell über eine feste Getriebestufe 25 - derart mit einem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und einem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden oder drehverbindbar, dass bei einer ersten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine E1 im ersten Gang 1 und im zweiten Gang 2 des Stufengetriebes 17 identisch ist. Die Antriebswelle E1a der erste elektrische Maschine E1 ist weiters optional derart mit einem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und einem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden oder drehverbindbar, dass bei einer zweiten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine E1 im zweiten Gang 2 und im dritten
Gang 3 des Stufengetriebes 17 identisch ist.
Die Brennkraftmaschine ICE kann über ein erstes Schaltelement 18 mit der Getriebeausgangswelle 13 drehverbunden werden. Auf diese Weise ist ein Direktantrieb der Getriebeausgangswelle 13 durch die Brennkraftmaschine ICE mit bestem Wirkungsgrad möglich. Im Direkttriebmodus DD befindet sich das erste Schaltelement 18 in den Fig. 1 bis 9 in der rechten Position.
Das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und/oder das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 sind über ein erstes Bremselement 19 mit dem Gehäuse 11 drehverbindbar, also feststellbar. Dies ermöglicht eine Übersetzung ins Schnelle (Overdrive OD) oder ins Langsame (Underdrive UD). Im Overdrive Modus OD (Fig. 1, , 4 bis 9) oder Underdrive Modus
UD (Fig. 2, 3) befindet sich das erste Bremselement 19 in der in den Fig.
eingezeichneten rechten Position.
Das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 sind durch ein erstes Bremselement 19 feststellbar. Das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 sind in einem elektrischen Fahrmodus, bei dem die erste elektrische Maschine E1 und/oder die zweite elektrische Maschine E2 aktiviert ist, durch das zweite Bremselement 20 blockiert. Das zweite Bremselement 20 kann dabei in das erste Bremselement 19 integriert werden, wie in den Fig. 4 bis 9 gezeigt ist. Dabei können alternativ die ersten Getriebeelemente 1G1, 1G2 oder zumindest ein zweites Getriebeelement 2G2 festgehalten werden.
Zumindest eine Zwischenwelle Z2 ist über ein zweite Schaltelement 21 mit einem Nebenabtrieb PTO drehverbindbar. In der linken Position ON ist der Nebenabtrieb PTO eingeschaltet, in der rechten Position OFF ausgeschaltet. Das erste Schaltelement 18 ist beispielsweise in der Neutralposition N, in welcher die Getriebeausgangswelle 13 von der Getriebeeingangswelle 12 getrennt ist. Der Nebenabtrieb PTO kann über die Brennkraftmaschine ICE oder rein elektrisch über die erste elektrische Maschine E1 betrieben werden. Bei rein elektrischem Antrieb über die erste elektrische Maschine E1 kann das zweite Bremselement 20 aktiviert und somit die Getriebeeingangswelle 12 festgehalten werden.
Der Antriebsstrang weist zumindest eine Notfallschaltung insbesondere für eine Vorwärtsfahrt und eine Rückwärtsfahrt - auf.
Mit dem Antriebsstrang lassen sich in allen Ausführungsvarianten folgende Betriebsmodi realisieren:
e E-CVT: Der Antrieb des Kraftfahrzeuges erfolgt in jedem Gangbereich stufenlos über die Brennkraftmaschine und wird durch die erste elektrische Maschine E1 und/oder die zweite elektrische Maschine E2 gesteuert bzw. unterstützt, wobei alle Vorwärtsgänge 1, 2, und optional 3 zur Verfügung stehen. Zusätzlich kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine ICE ebenso in jedem Gangbereich unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert
werden.
e EV2: Der Antrieb erfolgt nur über die elektrischen Maschinen E1, E2 bei festgehaltener Getriebeeingangswelle 12 und deaktivierter Brennkraftmaschine ICE. Wahlweise kann hierbei der elektrische Antrieb über die erste elektrische Maschine E1 allein oder über die erste elektrische Maschine E1 und die zweite elektrische Maschine E2 gemeinsam erfolgen.
e Die zweite elektrische Maschine E2 kann wahlweise ebenso konzentrisch zur Getriebeausgangswelle 13 ausgeführt sein wodurch die komplette Getriebestufe 24 entfallen kann.
e E2 const: elektrischer Antriebsmodus mit konstantem Antrieb durch die zweite elektrische Maschine E2: Der Antrieb des Kraftfahrzeugs erfolgt nur durch die zweite elektrische Maschine E2 mit konstantem Übersetzungsverhältnis.
e OD: Konventioneller Antriebsmodus mit konstantem Antrieb durch die Brennkraftmaschine und einem Übersetzungsverhältnis ins Schnelle von der Brennkraftmaschine zur ersten Z1 oder zweiten Zwischenwelle Z2 (nur Fig. 1 und 4 bis 9).
e UD: Konventioneller Antriebsmodus mit konstantem Antrieb durch die Brennkraftmaschine und einem Übersetzungsverhältnis ins Langsame von der Brennkraftmaschine zur ersten Z1 oder zweiten Zwischenwelle Z2 (nur Fig. 2 und 3).
e DD: Konventioneller Antriebsmodus mit konstantem Antrieb durch die Brennkraftmaschine und einem direktem Übersetzungsverhältnis von der
Brennkraftmaschine zur Getriebeausgangswelle.
e Notfallmodus (Motor-Notbetrieb-Modus) für Vorwärtsfahrt und
Rückwärtsfahrt.
Bei allen Ausführungsvarianten ist die erste elektrische Maschine E1, E1.1, E1.2 im E-CVT-Modus derart mit einem zweiten Getriebeelement des ersten Planetengetriebes und einem zweiten Getriebeelement des zweiten Planetengetriebes gekoppelt, dass das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 - zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit 10 - in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch die erste Zwischenwelle Z1 und die zweite Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes 17 gegensinnige
Drehzahländerungen erfahren können.
Der Schaltzeitpunkt der jeweiligen Schaltung im Stufengetriebe 17 kann daher vorzugsweise so gewählt werden, dass jeweils die Zwischenwelle Z1 oder Z2 und das darauf geführte Losrad LR des Zielgangs eine nur mehr kleine Differenzdrehzahl im schaltbaren Bereich der jeweiligen Klauenkupplung aufweisen. Aktive Synchronisierungsmaßnahmen, beispielsweise durch die erste elektrische Maschine,
können somit entfallen.
In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 bis 3 sind eine erste Drehachse PG1a der Getriebeelemente 1G1, 2G1, 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und eine zweite Drehachse PG2a der Getriebeelemente 1G2, 2G2, 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 parallel und in einem definierten Abstand voneinander angeordnet. Die erste Zwischenwelle Z1 ist achsgleich zur ersten Drehachse PG1a und die zweite Zwischenwelle Z2 ist achsgleich zur zweiten Drehachse PG2a
Zwischenwelle ausgebildet.
In Fig. 1 wird das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 durch den ersten Planetenträger p1 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch den zweiten Planetenträger p2 gebildet. Das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird durch das erste Sonnenrad s1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Sonnenrad s2 gebildet. Das erste Hohlrad h1 bildet das dritte Getriebeelement 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1, das zweite Hohlrad h2 das dritte Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2.
Es lassen sich zwei oder optional drei E-CVT-Modi, zwei oder optional drei EV2-Modi (wahlweise können hierbei die erste elektrische Maschine E1 alleine oder die erste elektrische Maschine E1 und die zweite elektrische Maschine E2 gemeinsam elektrisch antreiben), zwei oder optional drei Overdrive-Modi OD, ein E2 constModus (die zweite elektrische Maschine E2 treibt alleine bei festgehaltener Getriebeeingangswelle 12 und deaktivierter Brennkraftmaschine ICE an), ein Direktantriebsmodus DD, zwei oder optional drei Notfallmodi für Vorwärtsfahrt und
ein Notfallmodus für Rückwärtsfahrt realisieren.
In Fig. 2 wird das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 durch das erste Hohlrad h1 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Hohlrad h2 gebildet. Das zweite
Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird durch das erste
Sonnenrad s1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Sonnenrad s2 gebildet. Der erste Planetenträger p1 bildet das dritte Getriebeelement 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1, der zweite Planetenträger p2 bildet das dritte Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2.
Es lassen sich zwei oder optional drei E-CVT-Modi, zwei oder optional drei EV2-Modi (wahlweise können hierbei die erste elektrische Maschine E1 alleine oder die erste elektrische Maschine E1 und die zweite elektrische Maschine E2 gemeinsam elektrisch antreiben), zwei oder optional drei Underdrive-Modi UD, ein E2 constModus (die zweite elektrische Maschine E2 treibt alleine bei festgehaltener Getriebeeingangswelle 12 und deaktivierter Brennkraftmaschine ICE an), ein Direktantriebsmodus DD, zwei oder optional drei Notfallmodi für Vorwärtsfahrt und
ein Notfallmodus für Rückwärtsfahrt realisieren.
In Fig. 1 und 2 greift das erste Bremselement 19 am zweiten Getriebeelement 2G2
des zweiten Planetengetriebes PG2 an.
In Fig. 3 wird das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 durch das erste Sonnenrad s2 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Sonnenrad s2 gebildet. Das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird durch das erste Hohlrad h1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Hohlrad h2 gebildet. Der erste Planetenträger p1 bildet das dritte Getriebeelement 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1, der zweite Planetenträger p2 bildet das dritte Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2.
Es lassen sich zwei oder optional drei E-CVT-Modi, zwei oder optional drei EV2-Modi (wahlweise können hierbei die erste elektrische Maschine E1 alleine oder die erste elektrische Maschine E1 und die zweite elektrische Maschine E2 gemeinsam elektrisch antreiben), zwei oder optional drei Underdrive-Modi UD, ein E2 constModus (die zweite elektrische Maschine E2 treibt alleine bei festgehaltener Getriebeeingangswelle 12 und deaktivierter Brennkraftmaschine ICE an), ein Direktantriebsmodus DD, zwei oder optional drei Notfallmodi für Vorwärtsfahrt und
ein Notfallmodus für Rückwärtsfahrt realisieren.
In Fig. 3 greift das erste Bremselement 19 - indirekt über die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 - am zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 an.
In den in Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungen sind eine erste Drehachse PG1a der Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes PG1 und eine zweite Drehachse PG2a der Getriebeelemente des zweiten Planetengetriebes PG2 koaxial angeordnet. Die erste Zwischenwelle Z1 ist dabei ebenfalls achsgleich zu diesen beiden Drehachsen PG1a, PG2a ausgebildet. Die zweite Zwischenwelle Z2 ist von der ersten Zwischenwelle Z1 beabstandet. Ähnlich wie in Fig. 1 wird bei den Ausführungen der Fig. 4 bis 6 das erste Getriebeelement 1G1 des ersten Planetengetriebes PG1 durch den ersten Planetenträger p1 und das erste Getriebeelement 1G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch den zweiten Planetenträger p2 gebildet. Das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird durch das erste Sonnenrad s1 und das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 durch das zweite Sonnenrad s2 gebildet. Das erste Hohlrad h1 bildet das dritte Getriebeelement 3G1 des ersten Planetengetriebes PG1, das zweite Hohlrad h2 das dritte Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2.
In den Ausführungen der Fig. 4 und 5 ist die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 sowohl mit dem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1, als auch mit dem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden, wobei zwischen der Antriebswelle E1a und dem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 eine Getriebestufe 25 angeordnet ist, wodurch die beiden zweiten Getriebeelemente 2G1, 2G2 unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen.
Wie insbesondere in den Fig. 5 bis 6 ersichtlich ist, können die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 und die Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 achsgleich zueinander angeordnet und über ein drittes Schaltelement 26 miteinander drehverbunden werden. Dadurch kann die Getriebeausgangswelle 13 über die erste elektrische Maschine E1 und/oder über die zweite elektrische Maschine E2 angetrieben werden. Durch die Verbindung der beiden elektrischen Maschinen E1 und E2 ist im EV2-Modus, in welchem das
Hybridfahrzeug rein elektrisch mit beiden elektrischen Maschinen E1 und E2
angetrieben wird, ein besserer Wirkungsgrad als bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung erzielbar, da im Antriebspfad zwischen den elektrischen Maschinen E1, E2 und der Getriebeausgangswelle 13 weniger Zahneingriffe erfolgen.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschinen E1 zumindest teilweise innerhalb der Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 angeordnet und durch die zweite elektrische Maschine E2 hindurchgeführt ist. Die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 ist mit dem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 drehverbunden. Die elektrische Maschine E1 ist somit über das zweite Getriebeelement 2G1 des erste Planetengetriebe PG1 an die erste Zwischenwelle Z1 angebunden. Die Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 ist mit dem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden, wobei die beiden zweiten Getriebeelemente 2G1, 2G2 in entgegengesetzte Richtungen drehen. Über das dritte Getriebeelement 3G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 wird weiters - bei einem eingelegtem Gang 1, 2, 3, R die zweite Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes 17 angetrieben, wodurch die erste Zwischenwelle Z1 und die zweite Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes 17 gegensinnige Drehzahländerungen erfahren können, abhängig von den Drehrichtungsvorgaben durch die erste elektrische Maschine E1 und die zweite elektrische Maschine E2 sowie von sämtlichen Übersetzungen und der
Drehzahl der Brennkraftmaschine ICE.
Über ein drittes Schaltelement 26 ist die Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 und/oder die Antriebswelle E2a der ersten elektrischen Maschine E2 über die feste Getriebestufe 24 mit der Getriebeausgangswelle 13 verbindbar. Somit können die erste elektrische Maschine E1 und/oder die zweite elektrische Maschine E2 zum elektrischen Antrieb des Hybridfahrzeuges verwendet werden. Durch die Verbindung der beiden elektrischen Maschinen E1 und E2 ist im EV2Modus, in welchem das Hybridfahrzeug rein elektrisch mit beiden elektrischen Maschinen E1 und E2 angetrieben wird, ein besserer Wirkungsgrad als bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung erzielbar, da im Antriebspfad zwischen den elektrischen Maschinen E1, E2 und der Getriebeausgangswelle 13 weniger
Zahneingriffe erfolgen.
Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsvariante unterscheidet sich von Fig. 6 dadurch, dass die Antriebswellen E1a und E2a nicht koaxial angeordnet sind. Konkret ist die Antriebswelle E2a der zweiten elektrischen Maschine E2 parallel und beabstandet zur Antriebswelle E1a der ersten elektrischen Maschine E1 angeordnet. Die Antriebswelle E2a braucht somit nicht als Hohlwelle ausgeführt sein. Allerdings sind zwei Getriebestufe 24a, 24b und zwei dritte Schaltelemente 26a, 26b erforderlich, um eine Anbindung sowohl der ersten elektrischen Maschine E1 als auch der zweiten elektrischen Maschine E2 an die Getriebeausgangswelle 13 zu ermöglichen. Durch die Verbindung der beiden elektrischen Maschinen E1 und E2 ist im EV2Modus, in welchem das Hybridfahrzeug rein elektrisch mit beiden elektrischen Maschinen E1 und E2 angetrieben wird, ein besserer Wirkungsgrad als bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung erzielbar, da im Antriebspfad zwischen den elektrischen Maschinen E1, E2 und der Getriebeausgangswelle 13 weniger Zahneingriffe erfolgen.
Fig. 8 zeigt eine achte Ausführungsvariante der Erfindung, bei der zwei erste elektrische Maschinen E1.1 und E1.2 vorgesehen sind, die zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit 10 in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die eine erste elektrische Maschine E1.1 ist dabei mit einem zweiten Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1 und die andere erste elektrische Maschine mit einem zweiten Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehverbunden oder drehverbindbar. Die beiden ersten elektrischen Maschinen E1.1 und E1.2, welche eine gemeinsame Drehachse E1a aufweisen, sind koaxial zu den Drehachsen PG1a und PG2a der Planetengetriebe PG1, PG2 angeordnet und drehen zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit 10 in entgegengesetzte Richtungen, wodurch die erste Zwischenwelle Z1 und die zweite Zwischenwelle Z2 des Stufengetriebes gegensinnige Drehzahländerungen erfahren können. Die zweite elektrische Maschine E2 ist koaxial zur Getriebeausgangswelle 13 angeordnet und somit ohne dazwischenliegende feste Getriebestufe mit der Getriebeausgangswelle 13 antriebsverbunden. Die Zwischenwelle Z2 ist über eine feste Getriebestufe 24 mit der Getriebeausgangswelle 13 antriebsverbunden.
Mit dieser Ausführungsvariante lassen sich zwei oder optional drei E-CVT-Modi, zwei oder optional drei EV2-Modi (wahlweise können hierbei die beiden ersten
elektrischen Maschinen E1.1, E1.2 oder die zweite elektrische Maschine E2 jeweils
alleine oder in beliebiger Kombination elektrisch antreiben), ein Overdrive-Modus
OD, ein Direktantriebsmodus DD und ein Notfallmodus für Vorwärtsfahrt realisieren.
Auch bei der in Fig. 9 dargestellten neunten Ausführungsvariante ist die zweite elektrische Maschine E2 koaxial zur Getriebeausgangswelle 13 angeordnet und ohne dazwischenliegende feste Getriebestufe mit der Getriebeausgangswelle 13 sowie die Zwischenwelle Z2 über eine feste Getriebestufe 24 mit der Getriebeausgangswelle 13 antriebsverbunden. Die erste elektrische Maschine E1 treibt dabei einerseits über eine Umkehrstufe 27 das zweite Getriebeelement 2G1 des ersten Planetengetriebes PG1, und andererseits über eine Übersetzungsstufe 28
das zweite Getriebeelement 2G2 des zweiten Planetengetriebes PG2 an.
Mit dieser Ausführungsvariante lassen sich zwei oder optional drei E-CVT-Modi, zwei oder optional drei EV2-Modi (wahlweise können hierbei die erste elektrische Maschine E1 alleine oder sowohl die erste elektrische Maschine E1 und als auch die zweite elektrische Maschine E2 gemeinsam elektrisch antreiben), ein OverdriveModi OD, ein Direktantriebsmodus DD und ein Notfallmodus für Vorwärtsfahrt
realisieren.

Claims (1)

  1. (neue) PATENTANSPRÜCHE 1. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit
    e einer Brennkraftmaschine (ICE),
    e Zumindest einer ersten elektrische Maschine (E1; E1.1, E1.2),
    e Zumindest einer zweiten elektrische Maschine (E2),
    e einer Getriebeeinheit (10) mit
    o einer mit der Brennkraftmaschine (ICE) drehverbindbaren oder drehverbundenen Getriebeeingangswelle (12),
    o einem ersten Planetengetriebe (PG1) mit den Getriebeelementen (1G1, 2G1, 3G1) erstes Sonnenrad (s1), erstes Hohlrad (h1) und erster Planetenträger (p1), wobei der erste Planetenträger (p1) erste Planetenräder (zp1) trägt, die mit dem ersten Sonnenrad (s1) und dem ersten Hohlrad (h1) kämmen,
    o einem zweiten Planetengetriebe (PG1) mit den Getriebeelementen (1G2, 2G2, 3G2) zweites Sonnenrad (s2), zweites Hohlrad (h2) und zweiter Planetenträger (p2), wobei der zweite Planetenträger (p2) zweite Planetenräder (zp2) trägt, die mit dem zweiten Sonnenrad (s2) und dem zweiten Hohlrad (h2) kämmen,
    o einem Stufengetriebe (17) mit einer ersten Zwischenwelle (Z1), einer zweiten Zwischenwelle (Z2) und einer Getriebeausgangswelle (13), wobei
    e auf den Zwischenwellen (Z1, Z2) des Stufengetriebes (17) und/oder der Getriebeausgangswelle (13) miteinander kämmende Losräder (LR) und Festräder (FR) derart angeordnet sind, dass sie mindestens zwei Gänge (1, 2, R), vorzugsweise mindestens drei Gänge (1, 2, 3, R) mit unterschiedlichen Drehzahlübersetzungen bilden,
    e die Getriebeeingangswelle (12) mit einem ersten Getriebeelement (1G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem ersten Getriebeelement (1G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) drehverbunden oder drehverbindbar ist,
    e ein drittes Getriebeelement (3G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) mit der ersten Zwischenwelle (Z1) des Stufengetriebes (17), über die der erste Gang (1), und vorzugsweise auch der dritte Gang (3), des Stufengetriebes (17) geschaltet werden, drehverbunden oder
    drehverbindbar ist und ein drittes Getriebeelement (3G2) des zweiten
    Planetengetriebes (PG2) mit der zweiten Zwischenwelle (Z2) des Stufengetriebes (17), über die der zweite Gang (2) des Stufengetriebes (17) geschaltet wird, drehverbunden oder drehverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass e entweder o die erste elektrische Maschine (E1) derart mit einem zweiten Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem zweiten Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG3) drehverbunden oder drehverbindbar ist, dass das zweite Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und das zweite Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) - zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit (10) - in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch die erste Zwischenwelle (Z1) und die zweite Zwischenwelle (Z2) des Stufengetriebes (17) gegensinnige Drehzahländerungen erfahren oder o Zwei erste elektrische Maschinen (E1.1, E1.2) vorgesehen sind, die zumindest in einem Betriebsbereich der Getriebeeinheit (10) in entgegengesetzte Richtungen drehen, wobei die eine erste elektrische Maschine (E1.1) dabei mit einem zweiten Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und die andere erste elektrische Maschine (E1.2) mit einem zweiten Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG3) drehverbunden oder drehverbindbar ist, wodurch die erste Zwischenwelle (Z1) und die zweite Zwischenwelle (Z2) des Stufengetriebes (17) gegensinnige Drehzahländerungen erfahren, und e wobei die zweite elektrische Maschine (E2) mit der Getriebeausgangswelle (13) drehverbunden oder drehverbindbar ist.
    Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (E1) derart mit einem zweiten Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem zweiten Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) drehverbunden oder drehverbindbar ist,
    dass bei einer ersten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahlen der
    ersten elektrischen Maschine (E1) im ersten Gang (1) und im zweiten Gang (2) des Stufengetriebes (17) identisch sind.
    Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (E1) derart mit einem zweiten Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und einem zweiten Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) drehverbunden oder drehverbindbar ist, dass bei einer zweiten Schalt-Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahlen der ersten elektrischen Maschine (E1) im zweiten Gang (2) und im dritten Gang (3) des Stufengetriebes (17) identisch sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (ICE) über ein erstes Schaltelement (18) direkt mit der Getriebeausgangswelle (13) drehverbindbar
    ist.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebeelement (2G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und/oder das zweite Getriebeelement (2G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) über ein erstes Bremselement (19) gegenüber dem Gehäuse (11) feststellbar sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeelement (1G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und das erste Getriebeelement (1G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) durch ein zweites Bremselement (20) feststellbar sind, wobei vorzugsweise in einem elektrischen Fahrmodus, bei dem die erste (E1) und/oder die zweite elektrische Maschine (E2) aktiviert ist, das erste Getriebeelement (1G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und das erste Getriebeelement (1G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) durch das zweite Bremselement (20) festgehalten sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenabtrieb (PTO) mit einer Zwischenwelle (Z2) drehverbunden oder drehverbindbar ist.
    11.
    12.
    13.
    4
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang zumindest eine Notfallschaltung insbesondere für zumindest eine Vorwärtsfahrt und/oder zumindest eine
    Rückwärtsfahrt - aufweist.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Drehachse (PG1a) der Getriebeelemente (1G1, 2G1, 3G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und eine zweite Drehachse (PG2a) der Getriebeelemente (1G2, 2G2, 3G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) parallel und in einem definierten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise die erste Zwischenwelle (Z1) achsgleich zur ersten Drehachse (PG1a) und die zweite Zwischenwelle (Z2) achsgleich zur zweiten Drehachse (PG2a) ausgebildet sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Drehachse (PG1a) der Getriebeelemente (1G1, 2G1, 3G1) des ersten Planetengetriebes (PG1) und eine zweite Drehachse (PG2a) der Getriebeelemente (1G2, 2G2, 3G2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) koaxial angeordnet sind, wobei vorzugsweise eine erste Zwischenwelle (Z1) achsgleich zur ersten (PG1a) und zweiten Drehachse (PG2a) ausgebildet und die zweite Zwischenwelle (Z2) von der ersten
    Zwischenwelle (Z1) beabstandet ist.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste elektrische Maschine (E1; E1.1, E1.2) und die zweite elektrische Maschine (E2) achsgleich zueinander
    angeordnet sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (12) und die Getriebeausgangswelle (13) achsgleich zueinander angeordnet sind, wobei die Getriebeeingangswelle (12) und die Getriebeausgangswelle (13) an
    verschiedenen Seiten der Getriebeeinheit (10) angeordnet sind.
    Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (E1) und die zweite elektrische Maschine (E2) miteinander drehverbindbar sind.
    14. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zweite elektrische Maschine (E2) eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle (E2a) aufweist, wobei eine erste Antriebswelle (E1a) der ersten elektrischen Maschine (E1) zumindest teilweise innerhalb der zweiten Antriebswelle (E2a) angeordnet ist.
    15. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das das erste Planetengetriebe (PG1) und das zweite
    Planetengetriebe (PG2) als einfache Minusgetriebe ausgebildet sind.
    16. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stufengetriebe (17) zumindest ein - vorzugsweise zumindest zwei - als Klauenkupplung(en) ausgebildete(s) Gangschaltelement(e) (22, 23) aufweist.
    23.12.2021 FÜ
ATA51036/2020A 2020-11-26 2020-11-26 Antriebsstrang für ein kraftfahrzeug AT524455B1 (de)

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