DE102008022526A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Hendrik Schröder
Jacob Eelkema
Lars Dr.-Ing. Hofmann
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Volkswagen AG
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Abstract

Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- ein Getriebegehäuse (20),
- eine Getriebeeingangswelle (16), die mit einem Antrieb (12) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist,
- eine Getriebeausgangswelle (18), die mit einem Abtrieb (14) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist,
- eine erste Maschine (22) mit einem relativ zu dem Getriebegehäuse (20) rotierbaren Rotor (221) und einem drehfest mit dem Getriebegehäuse (20) verbundenen Stator (222),
- eine zweite Maschine (24) mit einem ersten Rotor (241; 244) und einem zweiten Rotor (242; 241), wobei die Rotoren (241; 242) relativ zueinander und relativ zu dem Getriebegehäuse (20) rotierbar angeordnet sind,
wobei ein in dem Getriebegehäuse enthaltenes Planetengetriebe (26) mit drei einer Momenteneinleitung und/oder Momentenausleitung dienenden Ports (261, 262, 263), die in leistungsverzweigender Weise mit der Getriebeeingangwelle (16), der Getriebeausgangswelle (18) und den Rotoren (221; 241, 242) der Maschinen gekoppelt sind.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend
    • – ein Getriebegehäuse,
    • – eine Getriebeeingangswelle, die mit einem Antrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar ist,
    • – eine Getriebeausgangswelle, die mit einem Abtrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar ist,
    • – eine erste Maschine mit einem relativ zu dem Getriebegehäuse rotierbaren Rotor und einem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Stator,
    • – eine zweite Maschine mit einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor, wobei die Rotoren relativ zueinander und relativ zu dem Getriebegehäuse rotierbar angeordnet sind.
  • Stand der Technik
  • Derartige Getriebe sind bekannt aus der EP 1 092 581 B1 . Die Druckschrift offenbart eine schaltbare Anordnung zweier elektrischer Maschinen, von denen wenigstens in bestimmten Schaltzuständen eine als ein elektrisches Differential wirkt. Als elektrisches Differential wird hier eine elektrische Maschine bezeichnet, die die Besonderheit aufweist, dass neben dem Rotor kein gehäusefester Stator existiert, sondern beide Maschinenteile relativ zum Getriebegehäuse und relativ zueinander rotierbar sind. Die jeweils andere elektrische Maschine wirkt bei der bekannten Ausführung als herkömmliche elektrische Maschine mit gehäusefestem Stator und relativ dazu rotierbarem Rotor. Der Verbrennungsmotor der bekannten Vorrichtung ist über eine Welle mit einem ersten Rotor des elektrischen Differentials verbunden. Der zweite Rotor des elektrischen Differentials ist mit dem Rotor der konventionellen elektrischen Maschine und über diesen mit dem Abtrieb gekoppelt. Über Schleifringe oder ähnliches kann den Wicklungen des elektrischen Differentials Strom entnommen oder zugeführt und dieser gesteuert oder geregelt werden. Beide elektrischen Maschinen sind sowohl generatorisch als auch motorisch betreibbar. Über eine entsprechende Leistungselektronik ist das elektrische Differential mit der Statorwicklung der konventionellen elektrischen Maschine und einem Energiespeicher – insbesondere einem Akkumulator – verbunden.
  • Mit dieser Anordnung ist eine Wandlung von Drehzahl und Drehmoment des Verbrennungsmotors in die benötigten Größen am Abtrieb und somit eine stufenlose Getriebefunktion möglich. Beide elektrischen Maschinen können sowohl generatorisch als auch motorisch betrieben werden, wobei bei reiner Getriebefunktion, bei der die Akkumulatorleistung nahezu Null ist, eine der elektrischen Maschinen generatorisch Strom für den motorischen Betrieb der zweiten elektrischen Maschine liefert. Bei Leistungsentnahme aus dem Akkumulator können beide elektrischen Maschinen auch weitestgehend unabhängig voneinander betrieben werden, sodass alle Hybridfunktionen darstellbar sind.
  • In dem elektrischen Differential findet eine Überlagerung zweier Leistungsflussfälle statt. Einerseits wird über den synchronen Drehzahlanteil und das gemeinsame Luftspaltmoment beider Rotoren Kupplungsleistung mit geringen Verlusten übertragen. Durch die Drehzahldifferenz, auch Schlupf genannt, und das Luftspaltmoment wird andererseits elektrische Leistung erzeugt oder verbraucht, die über die Leistungselektronik und damit über den elektrischen Pfad übertragen wird. Mit dem elektrischen Differential werden dabei die Drehzahlen geregelt. Hierbei wird im Fall, dass der verbrennungsmotorseitige Rotor des elektrischen Differentials schneller als das abtriebsseitige dreht, generatorisch Strom zur Nutzung in der herkömmlichen elektrischen Maschine oder zum Laden des Akkumulators erzeugt bzw. im umgekehrten Fall motorisch elektrische Energie verbraucht. Die konventionelle elektrische Maschine regelt das Abtriebsmoment, indem das durch das elektrische Differential direkt weitergegebene Verbrennungsmotormoment im motorischen Betrieb verstärkt bzw. im generatorischen Betrieb verringert wird.
  • Somit findet im elektrischen Differential eine Leistungsverzweigung statt. Je nach Schaltung entspricht das bekannte Getriebe einer einfachen Leistungsverzweigung mit eingangsseitigem Differential oder einer einfachen Leistungsverzweigung mit ausgangsseitigem Differential, wobei das elektrische Differential das bei mechanischen Differentialen eingesetzten Planetengetriebe und eine konventionelle elektrische Maschine ersetzt.
  • Ein Nachteil des bekannten Konzeptes ist die erforderliche, große Dimensionierung des elektrischen Differentials. Dieses muss für das maximale Verbrennungsmotormoment dauerhaft ausgelegt sein. Wie bei einfachen Leistungsverzweigungen prinzipbedingt erforderlich, muss auch die herkömmliche elektrische Maschine, d. h. diejenige mit gehäusefestem Stator, für hohe Drehmomente dimensioniert werden, um ausreichende Zugkräfte bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu entwickeln. Außerdem sind die Auslegungsfreiheiten bzgl. der sich einstellenden physikalischen Größen bei unterschiedlichen Betriebszuständen beschränkt und die Getriebeverluste in der Regel vergleichsweise hoch.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Getriebe derart weiterzubilden, dass eine kleinere Auslegung der einzusetzenden Maschinen möglich wird.
  • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 gelöst, durch ein in dem Getriebegehäuse enthaltenes Planetengetriebe mit drei einer Momenteneinleitung und/oder Momentenausleitung dienenden Ports, die in leistungsverzweigender Weise mit der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und den Rotoren der Maschinen gekoppelt sind.
  • Mit anderen Worten sieht die Erfindung die Ergänzung des bekannten Konzeptes um ein mechanisches Planetengetriebe vor. Das Planetengetriebe umfasst, wie allgemein bekannt, ein Hohlrad, ein konzentrisch innerhalb des Hohlrades umlaufenden Sonnenrad und ein Planetenträger oder Steg, der eine Mehrzahl von Planetenrädern trägt, die sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad kämmen. Jedes dieser Elemente ist mit einer Ein- bzw. Ausgangswelle des Planetengetriebes verbunden, die hier mit dem Oberbegriff ”Port” bezeichnet werden. Die Erfindung umfasst sämtliche Varianten der Kopplungen der Rotoren bzw. Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle mit den unterschiedlichen Ports des Planetengetriebes. Auch sollen komplexere Formen von Planetengetrieben umfasst sein. Es sind dies beispielsweise solche, die mit zwei Zentralrädern ausgestattet sind, die entweder als Hohlrad oder Sonnenrad ausgeführt sein können.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die erfindungsgemäß vorgesehene erste und zweite Maschine sind in vorteilhafter Weise elektrische Maschinen. Alternativ sind die erste und die zweite Maschine hydraulisch.
  • Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine gekoppelt ist, deren zweiter Rotor mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist, und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem Rotor der ersten Maschine als auch mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist.
  • Bei dieser Variante lässt sich durch ein verbrennungsmotorseitiges Planetengetriebe eine Struktur erzeugen, deren übersetzungsabhängiges Leistungsflussverhalten äquivalent zur einfachen Leistungsverzweigung mit eingangsseitigem Differential ist. Durch das Planetengetriebe kann dabei das maximal an einem beispielsweise elektrischen Differential auftretende Drehmoment wirkungsvoll verringert werden, indem, wie bevorzugt vorgesehen, dieses am Sonnenrad des Planetengetriebes angeschlossen wird. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Port des Planetengetriebes dessen mit dem Sonnenrad verbundene Welle ist. Bei dieser Anordnung können Bauraum und Kosten der für das elektrische Differential verwendeten elektrischen Schiene deutlich verringert werden.
  • Weiter ermöglicht diese Anordnung über die Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes eine Auslegung der Getriebestruktur, mit der verschiedene physikalische Größen im gewünschten Sinn beeinflusst werden können.
  • Schließlich ergibt sich aus der Kopplung des Planetengetriebes mit der Getriebeausgangswelle (über dem Knoten) ein Leistungsflusspfad, über den ein übersetzungsabhängiger Teil der Verbrennungsmotorleistung rein mechanisch übertragen wird. Hierdurch wird die auftretende Gesamtleistung im elektrischen Differential verringert und abhängig von der Aufteilung der Leistungsflussarten und der verwendeten Getriebeelemente kann der Getriebewirkungsgrad insgesamt verbessert werden.
  • Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine gekoppelt ist, deren zweiter Rotor mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist, und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem Rotor der ersten Maschine als auch mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist.
  • Eine solche Struktur entspricht einer einfachen Leistungsverzweigung mit abtriebsseitigem Differential, wobei sich ebenfalls die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben.
  • Bei einer dritten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine, deren zweiter Rotor mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist, als auch mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist.
  • Bei dieser Ausführungsform sind das beispielsweise elektrische Differential und das Planetengetriebe im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf entgegengesetzten Seiten der herkömmlichen elektrischen Maschine mit gehäusefestem Stator angeordnet. Hierdurch werden Getriebestrukturen erzeugt, die einer doppelten Leistungsverzweigung entsprechen. Auch damit gehen die oben dargestellten Vorteile einher. Zusätzlich besitzen sie bezüglich der sich betriebspunktabhängig einstellenden physikalischen Größen die Eigenschaften einer doppelten Leistungsverzweigung, was je nach Anwendungsfall günstiger als eine einfache Leistungsverzweigung sein kann. Beispielsweise kann ein geringeres maximales Moment der abtriebsseitigen elektrischen Maschine ausreichend sein.
  • Bei einer vierten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine, deren zweiter Rotor mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist, als auch mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist.
  • Auch bei dieser Ausführungsform sind das Planetengetriebe und das beispielsweise elektrisches Differential auf entgegengesetzten Seiten der herkömmlichen elektrischen Maschine angeordnet. Die Wirkungen und Vorteile entsprechen im Wesentlichen der zuvor erläuterten Ausführungsform mit für den Fachmann leicht ersichtlichen Variationen.
  • Weitere Varianten doppelt leistungsverzweigter Getriebestrukturen erfordern zwei Knoten. Beispielsweise ist bei einer fünften vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem zweiten Rotor der zweiten Maschine als auch mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine als auch mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist.
  • Bei einer sechsten vorteilhaften Ausführungsform, die ebenfalls eine doppelte Leistungsverzweigung mit zwei Knoten repräsentiert, ist vorgesehen, dass
    • – der erste Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor der zweiten Maschine als auch mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist,
    • – der zweite Port mit dem Rotor der ersten Maschine gekoppelt ist und
    • – der dritte Port mit einem Knoten gekoppelt ist, der sowohl mit dem zweiten Rotor der zweiten Maschine als auch mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt ist.
  • Eine doppelte Leistungsverzweigung mit zwei beispielsweise elektrischen Differentialen wäre zwar grundsätzlich denkbar, ist aber aufgrund der Eigenschaften des elektrischen Differentials im Hinblick auf Drehmomentwandlung und Integration von Differential und elektrischer Maschine in einem Bauteil nicht sinnvoll.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung, die bei allen vorgenannten Ausführungsformen einsetzbar ist, ist vorgesehen, dass die Kopplung wenigstens eines Ports mit der ihm zugeordneten Welle und/oder dem ihm zugeordneten Rotor über ein schaltbares Koppelelement realisiert ist. Insbesondere kann wenigstens ein schaltbares Koppelelement als eine getriebegehäusefeste Bremse ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein schaltbares Koppelelement als eine schaltbare Kupplung ausgebildet ist. Als weitere vorteilhafte, alternativ oder zusätzlich einsetzbare Variante kann wenigstens ein schaltbares Koppelelement als ein Freilauf ausgebildet sein. Derartige Strukturen stellen Mehrbereichsgetriebe dar, welche je nach Schaltung der Koppelelemente unterschiedliche Übersetzungen oder Übersetzungsbereiche abdecken. Dies kann eine Kombination von leistungsverzweigten Betriebsbereichen sowie von nichtleistungsverzweigten mechanischen Gängen und ggf. seriellen Betriebsarten, wie beispielsweise eine rein elektrische Leistungsübertragung, sein.
  • Als zusätzliche oder alternative Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplung wenigstens eines Ports mit der ihm zugeordneten Welle und/oder dem ihm zugeordneten Rotor eine Übersetzungsstufe umfasst.
  • Aus Gründen der Bauraumersparnis ist es vorteilhaft, die Maschinen konzentrisch zueinander auszubilden, wobei die zweite Maschine radial innerhalb der ersten Maschine angeordnet ist. Hierbei ist es besonders günstig, wenn der Rotor der ersten Maschine als Baueinheit mit dem radial äußeren Rotor der zweiten Maschine ausgebildet ist. D. h. es wird ein sog. Zwischenrotor gebildet, der Element beider Maschinen ist. Diese Bauform eignet sich selbstverständlich nur in Fällen, in denen keine Relativdrehzahlen zwischen den als Baueinheit ausgebildeten Rotoren vorgesehen oder erforderlich sind. Geeignet für diese Variante sind grundsätzlich die weiter oben genannten und als erste bis vierte Ausführungsform bezeichneten Bauformen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Bauarten elektrischer Maschinen beschränkt. Beispielsweise können Asynchronmaschinen, permanent erregte Synchronmaschinen, blockgeschaltete Gleichstrommaschinen, geschaltete Reluktanzmaschinen etc. eingesetzt werden. Alternativ zu den elektrischen Maschinen unterschiedlichster Bauart können ebenfalls hydraulische Maschinen, beispielsweise Axialkolbenmaschinen, zum Einsatz kommen.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 4: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 5: eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 6: eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
  • 7: eine Ausführungsform gemäß dem Prinzip von 1, jedoch mit konzentrisch angeordneten elektrischen Maschinen.
  • Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes 10, welches zwischen einem Verbrennungsmotor 12 und einem Abtrieb 14 eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Getriebe 10 ist über die Getriebeeingangswelle 16 mit dem Verbrennungsmotor 12 und über die Getriebeausgangswelle 18 mit dem Abtrieb 14 verbunden. Das Getriebe 10 weist ein mit punktierter Linie dargestelltes Gehäuse 20 auf. Innerhalb des Gehäuses 20 sind als wesentliche Elemente des Getriebes 10 eine herkömmliche elektrische Maschine 22, ein elektrisches Differential 24 und ein Planetengetriebe 26 angeordnet. Die herkömmliche elektrische Maschine 22 weist einen Rotor 221 sowie einen Statur 222 auf, wobei letzterer drehfest mit dem Gehäuse 20 verbunden ist. Das elektrische Differential 24 weist einen ersten Rotor 241 und einen zweiten Rotor 242 auf. Die Rotoren 241 und 242 sind sowohl relativ zueinander als auch relativ zu dem Gehäuse 20 rotierbar. Eine als gestrichelte Linie dargestellte Leistungselektronik 243 verbindet den ersten Rotor 241 des elektrischen Differentials 24 mit der Wicklung des Stators 222 der herkömmlichen elektrischen Maschine 22 und erlaubt einen elektrischen Leistungsfluss sowie eine Steuerung bzw. Regelung desselben. Die Auslegung der Leistungselektronik sowie der Steuer-/Regelmechanismen sind jeweils vom Fachmann an die konkreten Anforderungen des Einzelfalls anzupassen.
  • Das Planetengetriebe 26 weist drei Ports 261, 262 und 263 auf, die je nach Auslegung im Einzelfall dem Sonnenrad, dem Hohlrad bzw. dem Planetenträger zuzuordnen sind.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein einfach leistungsverzweigtes Getriebe mit eingangsseitigem Differential verwirklicht, wobei das elektrische Differential 24 zwischen dem Planetengetriebe 26 und der herkömmlichen elektrischen Maschine 22 angeordnet ist.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes 10, die ein einfach leistungsverzweigtes Getriebe mit ausgangsseitigem Differential realisiert. Die Bezugszeichen und Zuordnung der einzelnen Elemente entsprechen denjenigen von 1 und sind auch bei den übrigen in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungsformen beibehalten.
  • Die 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Getriebes 10, die jeweils eine umgekehrte Anordnung von elektrischem Differential 24 und herkömmlicher elektrischer Maschine 22 im Vergleich zu den Ausführungsformen der 1 und 2 aufweisen. Diese Ausführungsformen stellen Getriebe mit einer doppelten Leistungsverzweigung dar.
  • Die 5 und 6 stellen ebenfalls doppelt leistungsverzweigte Getriebe 10 dar, die jedoch die Anordnung zweier Knoten 28, 29 erforderlich machen.
  • 7 zeigte eine Ausführungsform, die wirkungsmäßig der Ausführungsform von 1 entspricht, im Hinblick auf die Bauraumanforderungen jedoch durch konzentrische Anordnung der elektrischen Maschine 22 und des elektrischen Differentials 24 optimiert wurde. Bei der gezeigten Ausführungsform sind der Rotor 221 der elektrischen Maschine 22 und der äußere Rotor 242 des elektrischen Differentials 22 als ein gemeinsames Bauteil ausgeführt.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung erläuterten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten anhand gegeben.
  • Bei der Ausführungsform als hydraulisches Differential ist zu beachten, dass die in 1 beschriebenen Leistungselektronik 243 und deren Anschlüsse sinngleich für eine hydraulische Lösung mit entsprechenden Ölleitungen und gegebenenfalls einem Energiespeicherelement gelten.
  • Insbesondere kann die Zuordnung der einzelnen Ports 261, 262, 263 des Planetengetriebes 26 zu Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenträger vom Fachmann in Ansehung der Erfordernisse des Einzelfalls vorgenommen werden. Auch sind die Kopplungen der einzelnen Rotoren 241, 242 des elektrischen Differentials 24 nicht auf die in den Figuren gezeigten Varianten beschränkt. Je nach Auslegung kann auch eine Umkehrung, d. h. ein Austausch von äußerem und innerem Rotor vorgenommen werden. Insbesondere stellen die Begriffe ”erster Rotor” und ”zweiter Rotor” in den Patentansprüchen keine eindeutige Zuordnung zu dem äußeren oder dem inneren Rotor dar.
    • 10
    Getriebe
    12
    Verbrennungsmotor
    14
    Abtrieb
    16
    Getriebeeingangswelle
    18
    Getriebeausgangswelle
    20
    Getriebegehäuse
    22
    erste Maschine
    221
    Rotor von 22
    222
    Stator von 22
    24
    zweite Maschine
    241
    Rotor von 24
    242
    Rotor von 24
    243
    Leistungselektronik
    26
    Planetengetriebe
    261
    Port von 26
    262
    Port von 26
    263
    Port von 26
    28
    Knoten
    29
    Knoten
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1092581 B1 [0002]

Claims (16)

  1. Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend – ein Getriebegehäuse (20), – eine Getriebeeingangswelle (16), die mit einem Antrieb (12) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, – eine Getriebeausgangswelle (18), die mit einem Abtrieb (14) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, – eine erste Maschine (22) mit einem relativ zu dem Getriebegehäuse (20) rotierbaren Rotor (221) und einem drehfest mit dem Getriebegehäuse (20) verbundenen Stator (222), – eine zweite Maschine (24) mit einem ersten Rotor (241; 244) und einem zweiten Rotor (242; 241), wobei die Rotoren (241; 242) relativ zueinander und relativ zu dem Getriebegehäuse (20) rotierbar angeordnet sind, gekennzeichnet durch ein in dem Getriebegehäuse enthaltenes Planetengetriebe (26) mit drei einer Momenteneinleitung und/oder Momentenausleitung dienenden Ports (261, 262, 263), die in leistungsverzweigender Weise mit der Getriebeeingangswelle (16), der Getriebeausgangswelle (18) und den Rotoren (221, 241, 242) der Maschinen (22, 24) gekoppelt sind.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Maschine (22, 24) elektrisch sind.
  3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Maschine hydraulisch sind.
  4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit der Getriebeeingangswelle (16) gekoppelt ist, – der zweite Port (261) mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24) gekoppelt ist, deren zweiter (242) Rotor mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist, und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) als auch mit der Getriebeausgangswelle (18) gekoppelt ist.
  5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt (18) ist, – der zweite Port (262) mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24) gekoppelt ist, deren zweiter Rotor (242) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist, und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) als auch mit der Getriebeeingangswelle (16) gekoppelt ist.
  6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit der Getriebeeingangswelle (16) gekoppelt ist, – der zweite Port (262) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24), deren zweiter Rotor (242) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist, als auch mit der Getriebeausgangswelle (18) gekoppelt ist.
  7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit der Getriebeausgangswelle (18) gekoppelt ist, – der zweite Port (262) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24), deren zweiter Rotor (242) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist, als auch mit der Getriebeeingangswelle (16) gekoppelt ist.
  8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem zweiten Rotor (242) der zweiten Maschine (22) als auch mit der Getriebeausgangswelle (18) gekoppelt ist, – der zweite Port (262) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (29) gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24) als auch mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist.
  9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Port (261) mit einem Knoten (28) gekoppelt ist, der sowohl mit dem zweiten Rotor (242) der zweiten Maschine (24) als auch mit der Getriebeeingangswelle (16) gekoppelt ist, – der zweite Port (262) mit dem Rotor (221) der ersten Maschine (22) gekoppelt ist und – der dritte Port (263) mit einem Knoten (29) gekoppelt ist, der sowohl mit dem ersten Rotor (241) der zweiten Maschine (24) als auch mit der Getriebeausgangswelle (18) gekoppelt ist.
  10. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung wenigstens eines Ports mit der ihm zugeordneten Welle und/oder dem ihm zugeordneten Rotor über ein schaltbares Koppelelement realisiert ist.
  11. Getriebe nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein schaltbares Koppelelement als eine getriebegehäusefeste Bremse ausgebildet ist.
  12. Getriebe nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein schaltbares Koppelelement als eine schaltbare Kupplung ausgebildet ist.
  13. Getriebe nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein schaltbares Koppelelement als ein Freilauf ausgebildet ist.
  14. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung wenigstens eines Ports mit der ihm zugeordneten Welle und/oder dem ihm zugeordneten Rotor eine Übersetzungsstufe umfasst.
  15. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinen (22, 24) zueinander konzentrisch ausgebildet sind, wobei die zweite Maschine (24) radial innerhalb der ersten Maschine (22) angeordnet ist.
  16. Getriebe nach Anspruch 15, soweit rückbezogen auf einen der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (221) der ersten Maschine als Baueinheit mit dem radial äußeren Rotor (242) der zweiten Maschine (24) ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0916539A2 (de) * 1997-11-12 1999-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren zur Reduzierung von Transient- Stössen in einem Antriebssystem für Hybridfahrzeuge.
EP1026023A2 (de) * 1999-02-04 2000-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybridantriebsanordnung und Steuerungsverfahren mit Schnellgangs- und/oder Kriechgangsfunktion
EP1145896A1 (de) * 1999-01-13 2001-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stromversangungsgenerator, hybridfahrzeug und verfahren zu deren kontrolle.
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