DE102012205319A1 - Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102012205319A1
DE102012205319A1 DE201210205319 DE102012205319A DE102012205319A1 DE 102012205319 A1 DE102012205319 A1 DE 102012205319A1 DE 201210205319 DE201210205319 DE 201210205319 DE 102012205319 A DE102012205319 A DE 102012205319A DE 102012205319 A1 DE102012205319 A1 DE 102012205319A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
planetary gear
input shaft
switching element
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201210205319
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Kaltenbach
Uwe Griesmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE201210205319 priority Critical patent/DE102012205319A1/de
Publication of DE102012205319A1 publication Critical patent/DE102012205319A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

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

Abstract

Hybridantrieb (1.1–1.6) eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (VM) mit einer Triebwelle (2), eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM1, EM1’) mit einem Rotor (3, 3’) sowie ein mehrstufiges Hauptgetriebe (4) mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle (GA) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (GE1) über eine zweistufige Vorschaltgruppe (9.1–9.3) mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht, und bei dem beide Eingangswellen koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelement (B) drehfest miteinander verbindbar sind, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe (Z2; Z1, Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar sind. Der Hybridantrieb weist außerdem auf: eine einzige Stirnradstufe (Z2) mit mittlerer Übersetzung (iZ2) zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle mit der Ausgangswelle mit einer Anordnung des betreffenden Losrades (z12) und des zugeordneten Gang-Schaltelementes (A) auf der ersten Eingangswelle, eine Zusammenfassung des Gang-Schaltelementes (A) der Stirnradstufe (Z2) der ersten Eingangswelle und des Koppel-Schaltelementes (B) in einem ersten Doppelschaltelement (S1), sowie weitere Merkmale.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Rotor sowie ein mehrstufiges Hauptgetriebe mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle aufweist, wobei die erste Eingangswelle über eine zweistufige Vorschaltgruppe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht, und bei dem beide Eingangswellen koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar sind.
  • Hybridantriebe mit einem zwei eingangsseitige Getriebewellen und eine gemeinsame Ausgangswelle aufweisenden Schaltgetriebe, bei denen die erste Getriebewelle zum Beispiel mittels einer steuerbaren Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar ist, die zweite Getriebewelle mit dem Rotor einer Elektromaschine in Triebverbindung steht, und beide Getriebewellen jeweils über mehrere schaltbare Stirnradstufen mit unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar sowie mittels eines ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelements miteinander koppelbar oder in Triebverbindung bringbar sind, sind in unterschiedlicher Bauweise bekannt.
  • So sind z.B. in der DE 199 60 621 B4 verschiedene Ausführungsformen eines derartigen Hybridantriebs beschrieben, bei dem zwei achsparallel oder koaxial zueinander angeordnete Vorgelegewellen jeweils über mehrere schaltbare Stirnradstufen mit unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit einer gemeinsamen Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar sind. Die erste Vorgelegewelle steht jeweils über eine erste Eingangskonstante mit einer Eingangswelle in Triebverbindung, die über eine steuerbare Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar ist. Die zweite Vorgelegewelle ist entweder unmittelbar drehfest mit dem Rotor einer Elektromaschine verbunden oder steht über eine zweite Eingangskonstante mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung. Zudem ist jeweils ein ein- und ausrückbares Koppelschaltelement vorgesehen, mittels dem die zweite Vorgelegewelle über die zweite Eingangskonstante mit der Eingangswelle in Triebverbindung bringbar oder der Rotor der Elektromaschine mit der Eingangswelle koppelbar ist. Bei eingerücktem Koppel-Schaltelement stehen somit auch die beiden Vorgelegewellen über die beiden Eingangskonstanten miteinander in Triebverbindung.
  • Bei einem weiteren derartigen Hybridantrieb gemäß der WO 2008/138 387 A1 sind zwei achsparallel zueinander angeordnete Eingangswellen jeweils über mehrere schaltbare Stirnradstufen mit unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit einer gemeinsamen Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die erste Eingangswelle ist über eine Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar, wogegen die zweite Eingangswelle unmittelbar drehfest mit dem Rotor einer Elektromaschine verbunden ist. Die Stirnradstufen beider Eingangswellen sind paarweise in gemeinsamen radialen Zahnradebenen angeordnet und nutzen jeweils ein gemeinsames, auf der Ausgangswelle angeordnetes Abtriebszahnrad. Durch die Ausbildung von zwei axial benachbarten Abtriebszahnrädern als Losräder wird erreicht, dass die beiden Eingangswellen über zwei gekoppelte Stirnradstufen ohne die Schaltung einer der beiden betreffenden Stirnradstufen miteinander in Triebverbindung bringbar sind.
  • Aufgrund der vielen Stirnradstufen und der Koppelbarkeit der beiden Vorgelege- bzw. Eingangswellen stehen bei den vorgenannten Hybridantrieben in allen Betriebsarten mehrere Gänge zur Verfügung. Wegen der dadurch bedingten großen Anzahl an Zahnradebenen weisen diese bekannten Hybridantriebe allerdings eine ungünstig große axiale Baulänge auf, die deren Einsatz bei einer Front-Quer-Anordnung in kleineren Kraftfahrzeugen verhindert oder zumindest erschwert.
  • Demgegenüber geht die vorliegende Erfindung von einer Bauart eines derartigen Hybridantriebs aus, bei der die beiden Eingangswellen koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet und über ein ein- und ausrückbares Koppel-Schaltelement unmittelbar drehfest miteinander verbindbar sind. Die erste Eingangswelle ist über eine zweistufige Vorschaltgruppe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar sowie über eine einzige schaltbare Stirnradstufe mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar, wogegen die zweite Eingangswelle mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht und über zwei schaltbare Stirnradstufen mit der Ausgangswelle antriebswirksam koppelbar ist.
  • Ein derartiger Hybridantrieb ist mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Vorschaltgruppe aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2011 002 472 A1 bekannt. In einer ersten Ausführungsform ist die Vorschaltgruppe als ein Windungsgetriebe ausgeführt, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors über ein zugeordnetes Doppelschaltelement alternativ unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle koppelbar oder über eine zwei Stirnradstufen umfassende Windungsstufe mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung bringbar ist. In weiteren zwei Ausführungsformen ist die Vorschaltgruppe jeweils als ein einfaches Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildet, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors drehfest mit einem als Eingangselement wirksamen Getriebebauteil des Planetengetriebes verbunden ist, die erste Eingangswelle drehfest mit einem als Ausgangselement wirksamen Getriebebauteil des Planetengetriebes verbunden ist, und ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes über ein zugeordnetes Doppelschaltelement alternativ gehäusefest arretierbar oder drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist. Bei diesem bekannten Hybridantrieb stehen somit für den Verbrennungsfahrbetrieb sechs Gänge und für den Elektrofahrbetrieb zwei Gänge zur Verfügung. Der Rückwärtsgang wird bei diesem Hybridantrieb rein elektromotorisch erzeugt, also im Elektrofahrbetrieb durch eine Umkehrung der Drehrichtung der Elektromaschine realisiert. Mit nur vier bzw. fünf Zahnradebenen weist dieser bekannte Hybridantrieb eine relativ geringe axiale Baulänge auf und ist daher besonders für einen Front-Quer-Einbau in einem Kraftfahrzeug geeignet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, weitere vorteilhafte Ausführungsformen des aus der DE 10 2011 002 472 A1 bekannten Hybridantriebs vorzuschlagen, die in Verbindung mit geeignet gewählten Übersetzungen der Stirnradstufen des Hauptgetriebes und der Vorschaltgruppe günstige Betriebseigenschaften aufweisen.
  • Demnach geht die Erfindung gemäß Anspruch 1 aus von einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Rotor sowie ein mehrstufiges Hauptgetriebe mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle aufweist, wobei die erste Eingangswelle über eine zweistufige Vorschaltgruppe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht, und bei dem beide Eingangswellen koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar sind.
  • Entsprechend einer ersten Lösung der gestellten Aufgabe weist der Hybridantrieb gemäß der Erfindung zusätzlich die folgenden Merkmale auf:
    eine einzige Stirnradstufe Z2 mit mittlerer Übersetzung iZ2 zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle GE1 mit der Ausgangswelle GA mit einer Anordnung des betreffenden Losrades und des zugeordneten Gang-Schaltelementes A auf der ersten Eingangswelle GE1,
    eine Zusammenfassung des Gang-Schaltelementes A der Stirnradstufe Z2 der ersten Eingangswelle GE1 und des Koppel-Schaltelementes B in einem ersten Doppelschaltelement S1,
    zwei Stirnradstufen Z1, Z3 mit jeweils einer gegenüber der Stirnradstufe Z2 der ersten Eingangswelle GE1 höheren oder niedrigeren Übersetzung iZ1, iZ3 zur schaltbaren Verbindung der zweiten Eingangswelle GE2 mit der Ausgangswelle GA mit einer Anordnung der betreffenden Losräder und der zugeordneten Gang-Schaltelemente C, D auf der Ausgangswelle GA,
    eine Zusammenfassung der Gang-Schaltelemente C, D der Stirnradstufen Z1, Z3 der zweiten Eingangswelle GE2 in einem zweiten Doppelschaltelement S2,
    und eine als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildete Vorschaltgruppe, die koaxial über der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM und/oder der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet ist, wobei ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbunden ist, ein als Ausgangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden ist, und ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG über zwei in einem dritten Doppelschaltelement S3 zusammengefasste Schaltelemente E, F alternativ gehäusefest arretierbar oder drehfest mit einem der anderen Getriebebauteile des Planetengetriebes PG oder der mit diesem verbundenen Getriebewelle verbindbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Basisausführung dieses Hybridantriebs sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4 sowie 9 bis 23.
  • Diese erste Lösung der gestellten Aufgabe geht demnach von einem an sich bekannten Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs aus, der einen Verbrennungsmotor VM mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM1, EM1’) mit einem Rotor, und ein mehrstufiges Hauptgetriebe mit zwei Eingangswellen GE1, GE2 sowie einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen GE1, GE2 angeordneten Ausgangswelle GA aufweist. Die erste Eingangswelle GE1 ist über eine zweistufige Vorschaltgruppe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbindbar. Die zweite Eingangswelle GE2 steht mit dem Rotor der Elektromaschine (EM1, EM1’) in Triebverbindung. Beide Eingangswellen GE1, GE2 sind koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet, mittels eines einrückbaren und ausrückbaren Koppel-Schaltelements B drehfest miteinander verbindbar, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe (Z2; Z1, Z3) mit der Ausgangswelle GA in Triebverbindung bringbar. Ein derartiger Hybridantrieb ist beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2011 002 472 A1 in unterschiedlichen Ausführungen der Vorschaltgruppe bekannt.
  • Wie bei diesem bekannten Hybridantrieb ist auch bei dem erfindungsgemäßen Hybridantrieb in dem Hauptgetriebe eine einzige Stirnradstufe Z2 zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle GE1 mit der Ausgangswelle GA vorgesehen, die eine mittlere Übersetzung iZ2 aufweist, deren Losrad und zugeordnetes Gang-Schaltelement A auf der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet sind, und deren Gang-Schaltelement A zusammen mit dem Koppel-Schaltelement B in einem ersten Doppelschaltelement S1 zusammengefasst ist.
  • Ebenso sind bei dem erfindungsgemäßen Hybridantrieb in dem Hauptgetriebe auch zwei Stirnradstufen Z1, Z3 zur schaltbaren Verbindung der zweiten Eingangswelle GE2 mit der Ausgangswelle GA vorhanden, die gegenüber der Stirnradstufe Z2 der ersten Eingangswelle GE1 jeweils eine höhere oder niedrigere Übersetzung iZ1, iZ3 aufweisen, deren Losräder und zugeordnete Gang-Schaltelemente C, D auf der Ausgangswelle GA angeordnet sind, und deren Gang-Schaltelemente C, D in einem zweiten Doppelschaltelement S2 zusammengefasst sind.
  • Wie bei den Ausführungsvarianten des bekannten Hybridantriebs gemäß den dortigen 4 und 5 der DE 10 2011 002 472 A1 ist die Vorschaltgruppe auch bei dem erfindungsgemäßen Hybridantrieb als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildet, wobei das Planetengetriebe koaxial über der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM und/oder der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet ist.
  • Ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG ist drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbunden, während ein als Ausgangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden ist. Ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG ist über zwei in einem dritten Doppelschaltelement S3 zusammengefasste Schaltelemente E, F alternativ gehäusefest arretierbar oder drehfest mit einem der anderen Getriebebauteile des Planetengetriebes PG oder der mit diesem verbundenen Getriebewelle verbindbar.
  • Die wesentlichen Unterschiede zu dem bekannten Hybridantrieb gemäß der DE 10 2011 002 472 A1 ergeben sich aus den nachfolgend erläuterten Varianten der antriebstechnischen Anbindung der Getriebebauteile der als Planetengetriebe PG ausgebildeten Vorschaltgruppe sowie des jeweiligen Übersetzungssprungs iL/iH der Vorschaltgruppe in Relation zu den Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes.
  • In einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Vorschaltgruppe ist vorgesehen, dass der Planetenträger des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement, das Hohlrad des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement, und das Sonnenrad des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Overdrive-Splitgruppe oder als Rangegruppe wirksam, wobei sich bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem das Planetengetriebe PG in sich blockiert ist und starr umläuft, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iL = 1 und bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem das Sonnenrad gehäusefest arretiert ist, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe nach der Gleichung iH = 1/(1 – 1/i0) ergibt, wobei mit i0 die Standübersetzung des Planetengetriebes PG bezeichnet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Vorschaltgruppe ist vorgesehen, dass der Planetenträger des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement, das Sonnenrad des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement und das Hohlrad des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Auch bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Overdrive-Splitgruppe oder Rangegruppe wirksam. Dabei ergibt sich bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem das Planetengetriebe PG in sich blockiert ist und starr umläuft, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iL = 1 und bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem das Hohlrad gehäusefest arretiert ist, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe gemäß der Gleichung iH = 1/(1 – i0).
  • In einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Vorschaltgruppe ist vorgesehen, dass das Hohlrad des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement, der Planetenträger des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement, und das Sonnenrad des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Underdrive-Splitgruppe oder Rangegruppe wirksam, wobei sich bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem das Planetengetriebe PG in sich blockiert ist und starr umläuft, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iH = 1 und bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem das Sonnenrad gehäusefest arretiert ist, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe nach der Gleichung iL = (1 – 1/i0) ergibt.
  • Entsprechend einer zweiten Lösung für die gestellte Aufgabe geht die Erfindung gemäß Anspruch 5 ebenfalls aus von einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Rotor sowie ein mehrstufiges Hauptgetriebe mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle aufweist, wobei die erste Eingangswelle über eine zweistufige Vorschaltgruppe mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht, und bei dem beide Eingangswellen koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem einrückbaren und ausrückbaren Koppel-Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind, sowie jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar sind.
  • Zusätzlich weist dieser Hybridantrieb die folgenden Merkmale auf:
    eine einzige Stirnradstufe Z2 mit mittlerer Übersetzung iZ2 zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle GE1 mit der Ausgangswelle GA mit einer Anordnung des betreffenden Losrades und des zugeordneten Gang-Schaltelementes A auf der ersten Eingangswelle GE1,
    eine Zusammenfassung des Gang-Schaltelementes A der Stirnradstufe Z2 der ersten Eingangswelle GE1 und des Koppel-Schaltelementes B in einem ersten Doppelschaltelement S1,
    zwei Stirnradstufen Z1, Z3 mit jeweils einer gegenüber der Stirnradstufe Z2 der ersten Eingangswelle GE1 höheren oder niedrigeren Übersetzung iZ1, iZ3 zur schaltbaren Verbindung der zweiten Eingangswelle GE2 mit der Ausgangswelle GA mit einer Anordnung der betreffenden Losräder und der zugeordneten Gang-Schaltelemente C, D auf der Ausgangswelle GA,
    eine Zusammenfassung der Gang-Schaltelemente C, D der Stirnradstufen Z1, Z3 der zweiten Eingangswelle GE2 in einem zweiten Doppelschaltelement S2,
    und eine als ein einfaches Planetengetriebe PG’ mit einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildete Vorschaltgruppe, die koaxial über der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM und/oder der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet ist, wobei ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ und ein als Ausgangselement wirksames sowie drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundenes Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ über zwei in einem dritten Doppelschaltelement S3’ zusammengefasste Gang-Schaltelemente E, F alternativ drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbindbar sind, und ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ gehäusefest arretiert ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs sind Gegenstand der Unteransprüche 6 bis 23.
  • Diese zweite Basisausführungsform der gestellten Aufgabe geht demnach von demselben grundsätzlichen Aufbau des Hybridantriebs aus wie die weiter oben dargestellte erste Lösung der Aufgabe. Der wesentliche Unterschied zu der beschriebenen ersten Lösung der Aufgabe besteht in einer anderen antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG’ und der Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3’, die jedoch dieselbe Funktionalität wie die Anordnung im ersten Teil der Erfindung aufweisen. So ist nunmehr vorgesehen, dass ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ und ein als Ausgangselement wirksames sowie drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundenes Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ über zwei in dem dritten Doppelschaltelement S3’ zusammengefasste Gang-Schaltelemente E, F alternativ drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM verbindbar sind, und dass ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes PG’ permanent gehäusefest arretiert ist.
  • F6 Bei einer auf diese zweite Basisausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs bezogenen vierten Variante der Vorschaltgruppe des Getriebes ist vorgesehen, dass der Planetenträger des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe, das Hohlrad des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe, und das Sonnenrad des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG’ ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Overdrive-Splitgruppe oder als Rangegruppe wirksam. Dabei ergibt sich bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden ist, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iL = 1, und bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe gemäß der Gleichung iH = 1/(1 – 1/i0). Mit i0 ist wiederum die Standübersetzung des Planetengetriebes PG’ bezeichnet.
  • F7 Bei einer auf diese zweite Basisausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs bezogene fünfte Variante der Vorschaltgruppe des Getriebes ist vorgesehen, dass der Planetenträger des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe, das Sonnenrad des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe, und das Hohlrad des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Auch bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG’ ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Overdrive-Splitgruppe oder als Rangegruppe wirksam, wobei bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden ist, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iL = 1 einstellt ist, und sich bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe gemäß der Gleichung iH = 1/(1 – i0) ergibt.
  • F8 Bei einer auf diese zweite Basisausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs bezogene sechsten Variante der Vorschaltgruppe des Getriebes ist vorgesehen, dass das Hohlrad des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe, der Planetenträger des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe, und das Sonnenrad des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe bildet. Bei dieser antriebstechnischen Anbindung des Planetengetriebes PG’ ist die Vorschaltgruppe bauartbedingt als Underdrive-Splitgruppe oder Rangegruppe wirksam, wobei sich bei geschlossenem Schaltelement E, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden ist, die niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe mit iH = 1 ergibt, und bei geschlossenem Schaltelement F, bei dem die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist, die höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe gemäß der Gleichung iL = (1 – 1/i0) eingestellt ist.
  • Die Stufensprünge iZ1/iZ2, iZ2/iZ3 zwischen den Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes können, wie bei Stufenschaltgetrieben bekannt, entweder mit geometrischer Gangabstufung gleich groß (iZ1/iZ2 = iZ2/iZ3) oder mit progressiver Gangabstufung zu den höheren Gängen hin abnehmend (iZ1/iZ2 > iZ2/iZ3) ausgeführt sein.
  • Bei der ersten und vierten Ausführung der Vorschaltgruppe kann diese als eine Overdrive-Splitgruppe ausgebildet sein, deren Übersetzungssprung iL/iH in etwa der Hälfte des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/4). Hierdurch ergeben sich in Verbindung mit der geschalteten ersten, zweiten und dritten Stirnradstufe Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes drei weitere Gänge, deren Übersetzungen jeweils um einen halben Stufensprung (iZ1/iZ3)1/4 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ1, iZ2, iZ3 der jeweiligen Stirnradstufe Z1, Z2, Z3 liegen.
  • Alternativ dazu kann die Vorschaltgruppe in diesem Fall jedoch auch als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet sein, deren Übersetzungssprung iL/iH in etwa der Höhe des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/2). Hierdurch ergibt sich in Verbindung mit der geschalteten dritten Stirnradstufe Z3 ein zusätzlicher höchster Gang, dessen Übersetzung um einen Stufensprung (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ3 der dritten Stirnradstufe Z3 liegt. Zwei weitere Gänge, die in Verbindung mit der ersten oder zweiten Stirnradstufe Z1, Z2 schaltbar sind, weisen dieselbe oder ähnliche Übersetzungen wie diejenigen (iZ2, iZ3) der zweiten und dritten Stirnradstufe Z2, Z3 auf, und werden aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades aber möglichst selten genutzt.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Ausgestaltung der Vorschaltgruppe besteht bei der ersten und vierten Variante darin, dass diese als eine versetzte Overdrive-Splitgruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung iL/iH in etwa dem 1,5-fachen des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)3/4). In diesem Fall ergibt sich in Verbindung mit der geschalteten dritten Stirnradstufe Z3 ein zusätzlicher höchster Gang, dessen Übersetzung um das 1,5-fache des Stufensprungs (iZ1/iZ3)3/4 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ3 der dritten Stirnradstufe Z3 liegt. Außerdem ergibt sich in Verbindung mit der geschalteten zweiten Stirnradstufe Z2 ein zusätzlicher zweithöchster Gang, dessen Übersetzung um einen halben Stufensprung (iZ1/iZ3)1/4 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ3 der dritten Stirnradstufe Z3 liegt. Ein weiterer Gang, der in Verbindung mit der ersten Stirnradstufe Z1 schaltbar ist, liegt mit seiner Übersetzung um einen halben Stufensprung (iZ1/iZ3)1/4 zwischen den Übersetzungen iZ2, iZ3 der zweiten und dritten Stirnradstufe Z2, Z3.
  • Bei der ersten, zweiten, vierten und fünften Variante der Vorschaltgruppe kann diese auch jeweils als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet sein, deren Übersetzungssprung iL/iH in etwa dem Doppelten des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes entspricht (iL/iH = iZ1/iZ3). Hierdurch ergibt sich in Verbindung mit der geschalteten dritten Stirnradstufe Z3 ein zusätzlicher höchster Gang, dessen Übersetzung um zwei Stufensprünge iZ1/iZ3 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ3 der dritten Stirnradstufe Z3 liegt. Außerdem ergibt sich in Verbindung mit der geschalteten zweiten Stirnradstufe Z22 ein zusätzlicher zweithöchster Gang, dessen Übersetzung um einen Stufensprung (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 unter der Übersetzung iZ3 der dritten Stirnradstufe Z3 liegt. Ein weiterer Gang, der in Verbindung mit der ersten Stirnradstufe Z1 schaltbar ist, weist dieselbe oder eine ähnliche Übersetzung wie diejenige (iZ3) der dritten Stirnradstufe Z3 auf, und wird aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades aber möglichst selten genutzt.
  • Bei der dritten und sechsten Variante der Vorschaltgruppe ist diese bevorzugt als eine Underdrive-Splitgruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung iL/iH in etwa der Hälfte des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/4). Hierdurch ergeben sich in Verbindung mit der geschalteten ersten, zweiten und dritten Stirnradstufe Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes drei weitere Gänge, deren Übersetzungen jeweils um einen halben Stufensprung (iZ1/iZ3)1/4 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 über der Übersetzung iZ1, iZ2, iZ3 der jeweiligen Stirnradstufe Z1, Z2, Z3 liegen.
  • Die erste Elektromaschine EM1 kann koaxial über der zweiten Eingangswelle GE2 angeordnet sein, wobei deren Rotor unmittelbar drehfest mit der zweiten Eingangswelle GE2 verbunden ist.
  • Alternativ dazu kann die erste Elektromaschine EM1’ auch achsparallel neben der zweiten Eingangswelle GE2 angeordnet sein, wobei der Rotor dieser ersten Elektromaschine EM1’ über eine als Untersetzungsstufe ausgebildete Eingangskonstante KE1 mit der zweiten Eingangswelle GE2 in Triebverbindung steht. Bei dieser Anordnung kann die erste Elektromaschine EM1’ schnelldrehend und relativ drehmomentschwach ausgebildet sein, was vorteilhaft mit einer besonders kompakten und leichten Bauform der ersten Elektromaschine EM1’ verbunden ist.
  • Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften des erfindungsgemäßen Hybridantriebs ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die erste Eingangswelle GE1 mit dem Rotor einer zweiten Elektromaschine (EM2, EM2’) in Triebverbindung steht. Mit der zweiten Elektromaschine (EM2, EM2’) ist unter anderem auch ein serieller Hybridfahrbetrieb möglich, bei dem die zweite Elektromaschine (EM2, EM2’) bei in die Neutralposition geschaltetem ersten Doppelschaltelement S1 als Generator von dem Verbrennungsmotor VM angetrieben wird und die elektrische Energie für den Antrieb der ersten Elektromaschine (EM1, EM1’) liefert.
  • In einer Standardausbildung und Standardanordnung der zweiten Elektromaschine EM2 ist diese koaxial über der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM und/oder der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet und der Rotor der zweiten Elektromaschine EM2 ist unmittelbar drehfest mit der Triebwelle oder der ersten Eingangswelle GE1 verbunden.
  • Bei dieser Standardanordnung der zweiten Elektromaschine EM2 besteht die Möglichkeit, das Planetengetriebe (PG, PG’) axial und radial zumindest teilweise innerhalb der zweiten Elektromaschine EM2 anzuordnen.
  • Alternativ zu der vorgenannten Standardanordnung kann die zweite Elektromaschine EM2’ auch achsparallel neben der Triebwelle des Verbrennungsmotors VM und/oder der ersten Eingangswelle GE1 angeordnet sein, wobei der Rotor der zweiten Elektromaschine EM2’ über eine als Untersetzungsstufe ausgebildete zweite Eingangskonstante KE2 mit der ersten Eingangswelle GE1 in Triebverbindung steht. Auch in diesem Fall kann die zweite Elektromaschine EM2’ schnelldrehend und relativ drehmomentschwach ausgebildet sein, was vorteilhaft mit einer besonders kompakten und leichten Ausführungsform der zweiten Elektromaschine EM2’ verbunden ist.
  • Um bei einem üblicherweise als Verbrennungskolbenmotor ausgebildeten Verbrennungsmotor VM die zwangsläufig auftretenden Drehungleichförmigkeiten von der Vorschaltgruppe und dem Hauptgetriebe fernzuhalten oder zumindest abzuschwächen kann vorgesehen sein, dass die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM mit einem Drehschwingungsdämpfer TD versehen ist.
  • Insbesondere um ein Anfahren mit dem Verbrennungsmotor VM sowie eine vielfältigere Nutzung der zweiten Elektromaschine (EM2, EM2’) zu ermöglichen, ist zudem bevorzugt vorgesehen, dass die Triebwelle des Verbrennungsmotors VM über eine als Reibungskupplung ausgebildete Anfahrkupplung K1 je nach Ausführung der Vorschaltgruppe mit dem Eingangselement der Vorschaltgruppe bzw. Planetengetriebe oder mit dem dritten Doppelschaltelement S3’ verbindbar ist. Zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors VM ist die Anfahrkupplung K1 allerdings nicht unbedingt erforderlich, da dies auch durch das Schalten des dritten Doppelschaltelementes (S3, S3’) in seine Neutralstellung N erfolgen kann, in der die beiden zugeordneten Schaltelemente E, F geöffnet sind.
  • Die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) der drei Doppelschaltelemente (S1; S2; S3, S3’) können, insbesondere bei Vorhandensein der zweiten Elektromaschine (EM2, EM2’), kostengünstig und Platz sparend als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sein, da deren Synchronisierung jeweils mittels einer der Elektromaschinen (EM1, EM1’; EM2, EM2’) erfolgen kann.
  • Insbesondere wenn die zweite Elektromaschine (EM2, EM2’) aber nicht vorhanden ist, können längere Schaltungsabläufe dadurch vermieden werden, dass zumindest die Schaltelemente (A, B; E, F) des ersten und dritten Doppelschaltelementes (S1; S3, S3’) als reibsynchronisierte Schaltkupplungen ausgebildet sind.
  • Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Hybridantriebs mit einer Vorschaltgruppe und zwei Elektromaschinen in einer schematischen Darstellung,
  • 1a ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine erste Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1b ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Elektrofahrbetrieb mit einer ersten Elektromaschine und für die erste Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1c ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Elektrofahrbetrieb mit der ersten und einer zweiten Elektromaschine für die erste Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1d ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für ein Starten des Verbrennungsmotors mittels der ersten und der zweiten Elektromaschine für die erste Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1e ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine zweite Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1f ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine dritte Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 1g ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 1 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine vierte Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Hybridantriebs mit einer Vorschaltgruppe und zwei Elektromaschinen in einer schematischen Darstellung,
  • 2a ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 2 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine bestimmte Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines Hybridantriebs mit einer Vorschaltgruppe und zwei Elektromaschinen in einer schematischen Darstellung,
  • 3a ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 3 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine bestimmte Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 4 eine vierte Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der ersten Ausführungsform gemäß 1 mit nur einer Elektromaschine und teilweise geänderten Schaltelementen in einer schematischen Darstellung,
  • 4a ein Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 4 für einen Hybridfahrbetrieb und für eine erste Übersetzungskombination in Form einer Tabelle,
  • 5 eine fünfte Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der ersten Ausführungsform gemäß 1 mit einer geänderten antriebstechnischen Anbindung der Elektromaschinen in einer schematischen Darstellung,
  • 6 eine sechste Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der ersten Ausführungsform gemäß 1 mit einer geänderten Ausbildung und antriebstechnischen Anbindung der Vorschaltgruppe in einer schematischen Darstellung,
  • 7 eine siebte Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der zweiten Ausführungsform gemäß 2 mit einer geänderten Ausbildung und antriebstechnischen Anbindung der Vorschaltgruppe in einer schematischen Darstellung,
  • 8 eine achte Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der dritten Ausführungsform gemäß 3 mit einer geänderten Ausbildung und antriebstechnischen Anbindung der Vorschaltgruppe in einer schematischen Darstellung, und
  • 9 eine neunte Ausführungsform eines Hybridantriebs als Variante der sechsten Ausführungsform gemäß 6 mit nur einer Elektromaschine und teilweise geänderten Schaltelementen in einer schematischen Darstellung.
  • In 1 ist in schematischer Form eine erste Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.1 dargestellt. Der Hybridantrieb 1.1 weist einen Verbrennungsmotor VM mit einer Triebwelle 2, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine EM1 mit einem Rotor 3, und ein mehrstufiges Hauptgetriebe 4 mit zwei Eingangswellen GE1, GE2 sowie einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen GE1, GE2 angeordneten Ausgangswelle GA auf. Die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM, die vorliegend mit einem Drehschwingungsdämpfer TD versehen ist, ist über eine zweistufige Vorschaltgruppe 9.1 mit der ersten Eingangswelle GE1 des Hauptgetriebes 4 verbindbar. Die Elektromaschine EM1 ist koaxial über der zweiten Eingangswelle GE2 des Hauptgetriebes 4 angeordnet, mit welcher der Rotor 3 der Elektromaschine EM1 unmittelbar drehfest verbunden ist. Eine zusätzliche zweite Elektromaschine EM2 ist koaxial über der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 des Hauptgetriebes 4 angeordnet, mit welcher der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine 4 drehfest verbunden ist. Beide Eingangswellen GE1, GE2 sind koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet und über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement B drehfest miteinander verbindbar.
  • Die erste Eingangswelle GE1 ist über eine einzige schaltbare Stirnradstufe Z2 mit der Ausgangswelle GA in Triebverbindung bringbar, wobei das betreffende Losrad z12 drehbar auf der ersten Eingangswelle GE1 gelagert und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement A drehfest mit dieser verbindbar ist, und wobei das zugeordnete Festrad z22 drehfest mit der Ausgangswelle GA verbunden ist. Das Gang-Schaltelement A der der ersten Eingangswelle GE1 zugeordneten Stirnradstufe Z2 und das Koppel-Schaltelement B sind in einem gemeinsamen ersten Doppelschaltelement S1 zusammengefasst.
  • Die zweite Eingangswelle GE2 ist über zwei schaltbare Stirnradstufen Z1, Z3 mit der Ausgangswelle GA in Triebverbindung bringbar, wobei die betreffenden Festräder z11, z13 drehfest auf der zweiten Eingangswelle GE2 angeordnet sind, und die zugeordneten Losräder z21, z23 drehbar auf der Ausgangswelle GA gelagert sind. Die Gang-Schaltelemente C und D der der zweiten Eingangswelle GE2 zugeordneten Stirnradstufen Z1, Z3 sind in einem gemeinsamen zweiten Doppelschaltelement S2 zusammengefasst. Die Übersetzung iZ1 der einen dieser Stirnradstufen Z1 ist größer und die Übersetzung iZ3 der anderen dieser Stirnradstufen Z3 ist kleiner als die Übersetzung iZ2 der der ersten Eingangswelle GE1 zugeordneten Stirnradstufe Z2, so dass die Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 nachfolgend entsprechend ihrer Übersetzung iZ1, iZ2, iZ3 als erste, zweite oder dritte Stirnradstufe Z1, Z2, Z3 bezeichnet werden.
  • Die Ausgangswelle GA steht über eine Ausgangsstirnradstufe Z4, die aus zwei Festrädern z24, z34 besteht, mit einem Achsdifferenzial 5 in Triebverbindung. Zwei mit jeweils einem Antriebsrad 6a, 6b einer Antriebsachse verbundene Achswellen 7a, 7b sind drehfest mit jeweils einem Abtriebsrad des Achsdifferenzials 5 verbunden.
  • Die Vorschaltgruppe 9.1 ist als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad 10, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 11, und einem Hohlrad 12 ausgebildet. Vorliegend bildet der Planetenträger 11 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.1, das Hohlrad 12 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.1, und das Sonnenrad 10 des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F eines dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.1. Außerdem ist der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 drehfest mit dem Hohlrad 12 des Planetengetriebes PG verbunden und steht somit ebenfalls drehfest auch mit der ersten Eingangswelle GE1 in Verbindung.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Sonnenrad 10 des Planetengetriebes PG drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und somit mit dem mit dieser starr verbundenen Planetenträger 11 des Planetengetriebes PG gekoppelt, so dass das Planetengetriebe PG dann in sich blockiert ist und starr umläuft. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich Eins (iL = 1).
  • Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Sonnenrad 10 des Planetengetriebes PG gehäusefest arretiert, so dass die Drehzahl der starr mit dem Hohlrad 12 des Planetengetriebes PG verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 11 des Planetengetriebes PG verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Schnelle übersetzt wird. Die Übersetzung iH zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall nach der Gleichung iH = 1/(1 – 1/i0), wobei mit i0 die Standübersetzung des Planetengetriebes PG bezeichnet ist. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.1 kann somit mittels der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) berechnet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform des gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.1 stehen für den Verbrennungsfahrbetrieb maximal sechs Übersetzungsstufen, für den Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine EM1 zwei Übersetzungsstufen, und für den Elektrofahrbetrieb mit der zweiten Elektromaschine EM2 drei Übersetzungsstufen zur Verfügung. Im Hybridfahrbetrieb sind alle Schaltungen lastschaltbar, also ohne Zugkraftunterbrechung möglich. Da die Schaltelemente A, B, C, D, E, F der drei Doppelschaltelemente S1, S2, S3 jeweils mittels einer der beiden Elektromaschinen EM1, EM2 synchronisiert werden können, sind diese vorliegend alle als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet.
  • In der Tabelle von 1a ist ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 gemäß 1 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, wobei die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72 und iZ3 = 1,31 angenommen sind. In der ersten Spalte der Tabelle von 1a sind die für den Verbrennungsmotor VM wirksamen Gänge GVM angegeben, die sich aus der jeweils wirksamen Übersetzung iVM zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der Ausgangswelle GA ergeben, die in der zweiten Spalte angegeben sind. In der dritten und vierten Spalte der Tabelle von 1a sind die jeweils für die Elektromaschine EM1 beziehungsweise für die Elektromaschine EM2 wirksamen Übersetzungen iEM1, iEM2 zwischen dem Rotor 3, 8 der betreffenden Elektromaschine EM1, EM2 und der Ausgangswelle GA angegeben. In der fünften bis siebten Spalte der Tabelle von 1a ist der jeweilige Schaltzustand der drei Doppelschaltelemente S1, S2, S3 enthalten, wobei das jeweils geschlossene Schaltelement A, B; C, D; E, F angegeben ist.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,52 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,31 liegt eine progressiv abnehmende Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.1, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) zu iL/iH = 1,71 ergibt, entspricht somit in etwa dem 1,5-fachen des mittleren Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3)3/4 = 1,68 berechnet werden kann. Demzufolge ergeben sich zusätzlich zu den Gängen G1, G2 und G4, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, drei weitere Gänge G3, G5 und G6, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, und von denen der niedrigste Gang G3 mit seiner Übersetzung iVM in etwa mittig zwischen dem zweiten Gang G2 und dem vierten Gang G4 liegt sowie die übrigen zwei Gänge G5, G6 mit ihrer Übersetzung iVM in etwa um einen halben Gangsprung (iZ1/iZ3)1/4 beziehungsweise drei halbe Gangsprünge (iZ1/iZ3)3/4 des Hauptgetriebes 4 außerhalb des vierten Gangs G4 liegen.
  • Die Vorschaltgruppe 9.1 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72, iZ3 = 1,31) somit als eine versetzte Overdrive-Splitgruppe ausgebildet, durch welche die Übersetzungssprünge bei den oberen Gängen, also zwischen den Gängen G2 bis G5, verringert und die Spreizung zu niedrigeren Übersetzungen iVM hin um das 1,5-fache des mittleren Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4, also um (iZ1/iZ3)3/4, erweitert ist. Der zweite Gang G2 und der fünfte Gang G5 können für die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA jeweils mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G2/a, G5/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G2/b, G5/b) kombiniert werden.
  • In der Tabelle von 1b ist für dieselbe Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72, iZ3 = 1,31) ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 nach 1 für einen Elektrofahrbetrieb nur mit der ersten Elektromaschine EM1 angegeben. Dabei können alternativ nur die zwei Stirnradstufen Z1 oder Z3 der zweiten Eingangswelle GE2 genutzt werden. Gangwechsel zwischen dem ersten Gang G1 und dem zweiten Gang G2 erfolgen in diesem Fall mit Zugkraftunterbrechung. Das erste Doppelschaltelement S1 und das dritte Doppelschaltelement S3 sind bei diesem Elektrofahrbetrieb jeweils in ihre Neutralstellung N geschaltet, in der deren zugeordneten Schaltelement A, B beziehungsweise E, F geöffnet sind.
  • In der Tabelle von 1c ist für dieselbe Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72, iZ3 = 1,31) ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 nach 1 für einen Elektrofahrbetrieb mit beiden Elektromaschinen EM1, EM2 angegeben. Zwischen den hierbei möglichen vier Übersetzungskombinationen kann ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, da jeweils die eine Elektromaschine (EM1 oder EM2) die Last übernehmen und die andere Elektromaschine (EM2 oder EM1) die Synchronisierung des betreffenden Schaltelementes (A oder B, C oder D) durchführen kann.
  • Schließlich ist in der Tabelle von 1d für dieselbe Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72, iZ3 = 1,31) noch ein Schaltschema zum Starten des Verbrennungsmotors VM mittels der zweiten Elektromaschine EM2 und mittels beider Elektromaschinen EM1, EM2 angegeben, wobei die Übersetzungen iEM1, iEM2 jeweils zwischen dem Rotor 3, 8 der betreffenden Elektromaschine EM1, EM2 und der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM gelten. Mit denselben Schaltkombinationen ist auch die Standladung eines elektrischen Energiespeichers mit der zweiten Elektromaschine EM2 beziehungsweise mit beiden Elektromaschinen EM1, EM2 möglich.
  • In der Tabelle von 1e ist nun ein Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 nach 1 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, bei dem im Unterschied zu der Tabelle von 1a die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –3,30, iZ1 = 2,90, iZ2 = 1,70 und iZ3 = 1,00 angenommen sind.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,71 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,70 liegt nun eine geometrische Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.1, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) zu iL/iH = 1,30 ergibt, entspricht somit in etwa der Hälfte des Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3)1/4 = 1,31 berechnet werden kann. Demzufolge ergeben sich zusätzlich zu den Gängen G1, G3 und G5, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, drei weitere Gänge G2, G4 und G6, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, und die mit ihrer Übersetzung iVM jeweils um einen halben Gangsprung (iZ1/iZ3)1/4 unterhalb des jeweils anderen Gangs G1, G3, G5 liegen.
  • Die Vorschaltgruppe 9.1 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –3,30, iZ1 = 2,90, iZ2 = 1,70, iZ3 = 1,00) somit als eine Overdrive-Splitgruppe ausgebildet, durch welche die Übersetzungssprünge aller Gänge verringert und die Spreizung zu niedrigeren Übersetzungen iVM hin um die Hälfte des mittleren Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4, also um (iZ1/iZ3)1/4 erweitert ist. Der dritte Gang G3 und der vierte Gang G4 können für die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA jeweils mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G3/a, G4/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G3/b, G4/b) kombiniert werden.
  • In der Tabelle von 1f ist dagegen ein Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 nach 1 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, bei dem im Unterschied zu den Tabellen von 1a und 1e die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –2,00, iZ1 = 2,25, iZ2 = 1,50 und iZ3 = 1,00 angenommen sind.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,50 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,50 liegt ebenfalls eine geometrische Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.1, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) zu iL/iH = 1,50 ergibt, entspricht somit exakt dem Gangsprung (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3)1/2 = 1,50 berechnet werden kann. Demzufolge ergibt sich zusätzlich zu den Gängen G1, G2 und G3, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, ein weiterer Gang G4, der bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam ist, und der mit seiner Übersetzung iVM um einen Gangsprung (iZ1/iZ3)1/2 unterhalb des dritten Gangs G3 liegt. Weitere zwei Gänge G2/a, G3/a, G3/b, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, weisen jeweils dieselbe Übersetzung wie der zweite Gang G2 beziehungsweise der dritte Gang G3 auf, die daher in der Tabelle von 1f mit G2/b oder G2/c beziehungsweise mit G3/c bezeichnet sind.
  • Die Vorschaltgruppe 9.1 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –2,00, iZ1 = 2,25, iZ2 = 1,50, iZ3 = 1,00) somit als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet, durch die unter Beibehaltung der Übersetzungssprünge der Gänge G1, G2, G3, G4 die Spreizung zu niedrigeren Übersetzungen iVM hin um einen Gangsprung (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4 erweitert ist. Wenn der zweite Gang G2 mit geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 geschaltet ist, kann die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G2/b) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G2/c) kombiniert werden. Wenn der dritte Gang G3 mit geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 geschaltet ist, kann die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA ebenfalls mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G3/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G3/b) kombiniert werden.
  • Schließlich ist in der Tabelle von 1g ein Schaltschema des Hybridantriebs 1.1 nach 1 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, bei dem im Unterschied zu den Tabelle von 1a, 1e und 1f die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –1,40, iZ1 = 2,25, iZ2 = 1,72 und iZ3 = 1,31 angenommen sind.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,31 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,31 liegt wieder eine geometrische Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.1, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) zu iL/iH = 1,71 ergibt, entspricht somit in etwa dem Doppelten des Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3) = 1,72 berechnet werden kann. Demzufolge ergeben sich zusätzlich zu den Gängen G1, G2 und G3, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, zwei weitere Gänge G4 und G5, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, und die mit ihrer Übersetzung iVM jeweils um einen Gangsprung (iZ1/iZ3)1/2 beziehungsweise um zwei Gangsprünge (iZ1/iZ3) unterhalb des dritten Gangs G3 liegen. Ein weiterer Gang G3/a, der bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam ist, weist dieselbe Übersetzung wie der dritte Gang G3 auf, der daher in der Tabelle von 1g mit G3/b bezeichnet ist.
  • Die Vorschaltgruppe 9.1 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,25, iZ2 = 1,72, iZ3 = 1,31) somit als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet, durch die unter Beibehaltung der Übersetzungssprünge der Gänge G1, G2, G3, G4, G5 die Spreizung zu niedrigeren Übersetzungen iVM hin um zwei Gangsprünge (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4, also um (iZ1/iZ3), erweitert ist. Der zweite Gang G2 und der vierte Gang G4 können für die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA jeweils mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G2/a, G4/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G2/b, G4/b) kombiniert werden.
  • In 2 ist in schematischer Form eine zweite Ausführungsvariante eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.2 dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsvariante gemäß 1 nur durch eine andere Ausführung der Vorschaltgruppe 9.2 unterscheidet. Die Vorschaltgruppe 9.2 ist zwar ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad 13, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 14 und einem Hohlrad 15 ausgebildet, sie weist jedoch eine andere antriebstechnische Anbindung wie in der Ausführungsform gemäß 1 auf. Vorliegend bildet der Planetenträger 14 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.2, das Sonnenrad 13 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.2, und das Hohlrad 15 des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.2. Der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 ist nun unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Hohlrad 15 des Planetengetriebes PG drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und somit mit dem mit dieser starr verbundenen Planetenträger 14 des Planetengetriebes PG gekoppelt, so dass das Planetengetriebe PG dann in sich blockiert ist und starr umläuft. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich eins (iL = 1). Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Hohlrad 15 des Planetengetriebes PG gehäusefest arretiert, so dass die Drehzahl der starr mit dem Sonnenrad 13 des Planetengetriebes PG verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 14 des Planetengetriebes PG verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Schnelle übersetzt wird. Die Übersetzung iH zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall nach der Gleichung iH = 1/(1 – i0). Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.2 kann somit nach der Gleichung iL/iH = (1 – i0) berechnet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform des Hybridantriebs 1.2 stehen wiederum für den Verbrennungsfahrbetrieb maximal sechs Übersetzungsstufen, für den Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine EM1 zwei Übersetzungsstufen, und für den Elektrofahrbetrieb mit der zweiten Elektromaschine EM2 drei Übersetzungsstufen zur Verfügung. Im Hybridfahrbetrieb sind alle Schaltungen lastschaltbar, also ohne Zugkraftunterbrechung möglich.
  • In der Tabelle der 2a ist ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.2 gemäß 2 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, wobei die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –1,40, iZ1 = 2,50, iZ2 = 1,61 und iZ3 = 1,04 angenommen sind.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,55 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,55 liegt eine geometrische Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.2, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – i0) zu iL/iH = 2,40 ergibt, entspricht somit exakt dem Doppelten des Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3) = 2,40 berechnet werden kann. Demzufolge ergeben sich zusätzlich zu den Gängen G1, G2 und G3, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, zwei weitere Gänge G4 und G5, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, und die mit ihrer Übersetzung iVM jeweils um einen Gangsprung (iZ1/iZ3)1/2 beziehungsweise um zwei Gangsprünge (iZ1/iZ3) unterhalb des dritten Gangs G3 liegen. Ein weiterer Gang G3/a, der bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam ist, weist dieselbe Übersetzung wie der dritte Gang G3 auf, der daher in der Tabelle von 2a mit G3/b bezeichnet ist.
  • Die Vorschaltgruppe 9.2 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –1,40, iZ1 = 2,50, iZ2 = 1,61, iZ3 = 1,04) somit ebenfalls als eine versetzte Overdrive-Range-gruppe ausgebildet, durch die unter Beibehaltung der Übersetzungssprünge der Gänge G1, G2, G3, G4, G5 die Spreizung zu niedrigeren Übersetzungen iVM hin um zwei Gangsprünge (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4, also um (iZ1/iZ3) erweitert ist. Der zweite Gang G2 und der vierte Gang G4 können für die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA jeweils mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G2/a, G4/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G2/b, G4/b) kombiniert werden.
  • In 3 ist in schematischer Form eine dritte Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.3 dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsform gemäß 1 und der zweiten Ausführungsform gemäß 2 nur durch eine andere Ausführung der Vorschaltgruppe 9.3 unterscheidet. Die Vorschaltgruppe 9.3 ist zwar ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad 16, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 17 und einem Hohlrad 18 ausgebildet, sie weist jedoch eine andere antriebstechnische Anbindung wie in der Ausführungsform gemäß 1 und wie in der Ausführungsform gemäß 2 auf. Vorliegend bildet das Hohlrad 18 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.3, der Planetenträger 17 des Planetengetriebes PG das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.3, und das Sonnenrad 16 des Planetengetriebes PG das über die Schaltelemente E, F des dritten Doppelschaltelementes S3 schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.3. Über den Planetenträger 17 des Planetengetriebes PG steht auch der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 in Verbindung.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Sonnenrad 16 des Planetengetriebes PG drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und somit mit dem mit dieser starr verbundenen Hohlrad 18 des Planetengetriebes PG gekoppelt, so dass das Planetengetriebe PG dann in sich blockiert ist und starr umläuft. Die Übersetzung iH zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich eins (iH = 1). Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 ist das Sonnenrad 16 des Planetengetriebes PG gehäusefest arretiert, so dass die Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 17 des Planetengetriebes PG verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Hohlrad 18 des Planetengetriebes PG verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Langsame übersetzt wird. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall nach der Gleichung iL = (1 – 1/i0). Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.3 kann somit nach der Gleichung iL/iH = 1/(1 – 1/i0) berechnet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform des Hybridantriebs 1.3 stehen wiederum für den Verbrennungsfahrbetrieb maximal sechs Übersetzungsstufen, für den Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine EM1 zwei Übersetzungsstufen, und für den Elektrofahrbetrieb mit der zweiten Elektromaschine EM2 drei Übersetzungsstufen zur Verfügung. Im Hybridfahrbetrieb sind alle Schaltungen lastschaltbar, also ohne Zugkraftunterbrechung möglich.
  • In der Tabelle von 3a ist ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.3 nach 3 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, wobei die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –3,30, iZ1 = 2,90, iZ2 = 1,70 und iZ3 = 1,00 angenommen sind.
  • Mit dem Gangsprung zwischen der ersten Stirnradstufe Z1 und der zweiten Stirnradstufe Z2 von iZ1/iZ2 = 1,71 sowie dem Gangsprung zwischen der zweiten Stirnradstufe Z2 und der dritten Stirnradstufe Z3 von iZ2/iZ3 = 1,70 liegt wiederum eine geometrische Gangabstufung des Hauptgetriebes 4 vor. Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.3, der sich nach der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) zu iL/iH = 1,30 ergibt, entspricht somit in etwa der Hälfte des Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 des Hauptgetriebes 4, dessen Wert mit der Gleichung (iZ1/iZ3)1/4 = 1,70 berechnet werden kann. Demzufolge ergeben sich zusätzlich zu den Gängen G2, G4 und G6, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, drei weitere Gänge G1, G3 und G5, die jeweils bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3 wirksam sind, und die mit ihrer Übersetzung iVM jeweils um einen halben Gangsprung (iZ1/iZ3)1/4 oberhalb des jeweils anderen Gangs G2, G4, G6 liegen.
  • Die Vorschaltgruppe 9.3 ist mit dieser Übersetzungskombination (i0 = –3,30, iZ1 = 2,90, iZ2 = 1,70, iZ3 = 1,00) somit als eine Underdrive-Splitgruppe ausgebildet, durch welche die Übersetzungssprünge aller Gänge verringert und die Spreizung zu höheren Übersetzungen iVM hin um die Hälfte des mittleren Gangsprungs (iZ1/iZ3)1/2 des Hauptgetriebes 4, also um (iZ1/iZ3)1/4 erweitert ist. Der dritte Gang G3 und der vierte Gang G4 können für die Kraftübertragung von der ersten Elektromaschine EM1 in die Ausgangswelle GA jeweils mit einer Schaltung der ersten Stirnradstufe Z1 (G3/a, G4/a) oder der dritten Stirnradstufe Z3 (G3/b, G4/b) kombiniert werden.
  • In 4 ist in schematischer Form eine vierte Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.4 dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsform gemäß 1 im wesentlichen durch das Fehlen der zweiten Elektromaschine EM2 unterscheidet. Da diese Elektromaschine EM2 somit für die Synchronisierung der Schaltelemente A, B; E, F des ersten und dritten Doppelschaltelementes S1, S3 nicht zur Verfügung steht, sind diese Schaltelemente A, B; E, F vorliegend als reibsynchronisierte Schaltkupplungen ausgebildet. Die Gang-Schaltelemente C, D des zweiten Doppelschaltelementes S2 sind dagegen weiterhin als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet, da diese durch die verbliebene erste Elektromaschine synchronisierbar sind. Als weiterer Unterschied zu der ersten Ausführungsform gemäß 1 ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM vorliegend über eine als Reibungskupplung ausgebildete Anfahrkupplung K1 mit dem Eingangselement 11 der Vorschaltgruppe 9.1 beziehungsweise des Planetengetriebes verbindbar, wodurch ein schlupfbehaftetes Anfahren mit dem Verbrennungsmotor VM ermöglicht ist.
  • In der Tabelle von 4a ist ein entsprechendes Schaltschema des Hybridantriebs 1.4 nach 4 für einen Hybridfahrbetrieb angegeben, wobei die Standübersetzung i0 des Planetengetriebes PG und die Übersetzungen iZ1, iZ2, iZ3 der drei Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 beispielhaft mit i0 = –1,40, iZ1 = 2,62, iZ2 = 1,72 und iZ3 = 1,31 angenommen sind. Aufgrund der schaltungstechnisch weitgehend identischen Funktionalität dieser Ausführungsform des Hybridantriebs 1.4 mit der Ausführungsform gemäß 1 entspricht die Tabelle von 4a weitgehend der Tabelle von 1a, jedoch ohne die Spalte für die Übersetzungen iEM2 der zweiten Elektromaschine EM2.
  • In der in 5 abgebildeten fünften Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.5 ist beispielhaft anhand der entsprechend veränderten ersten Ausführungsform des Hybridantriebs 1.1 gemäß 1 veranschaulicht, dass die erste Elektromaschine EM1’ und/oder die zweite Elektromaschine EM2’ bei allen vorbeschriebenen Ausführungsvarianten der Hybridantriebe 1.1 bis 1.4 auch jeweils achsparallel neben der zugeordneten Eingangswelle GE1, GE2 angeordnet und der Rotor 3’, 8’ der Elektromaschine EM1’, EM2’ jeweils über eine als Untersetzungsstufe ausgebildete Eingangskonstante KE1, KE2 mit der betreffenden Eingangswelle GE1, GE2 in Triebverbindung stehen kann. Hierdurch kann die betreffende Elektromaschine EM1’, EM2’ schnelldrehend und relativ drehmomentschwach ausgebildet sein, was vorteilhaft mit einer besonders kompakten und leichten Bauform der jeweiligen Elektromaschine EM1’, EM2’ verbunden ist. Es versteht sich von selbst, dass sich die Übersetzung iEM1, iEM2 einer antriebstechnisch derart angebundenen Elektromaschine EM1’, EM2’ gegenüber einer unmittelbaren Verbindung mit der zugeordneten Eingangswelle GE1, GE2 um den Faktor der Übersetzung iKE1, iKE2 der betreffenden Eingangskonstante KE1, KE2 erhöht.
  • In 6 ist in schematischer Form eine sechste Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.6 dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsform gemäß 1 durch eine andere Ausbildung und antriebstechnische Anbindung der Vorschaltgruppe 9.4 sowie des zugeordneten dritten Doppelschaltelementes S3’ unterscheidet. Die Vorschaltgruppe 9.4 ist zwar ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe PG’ mit einem Sonnenrad 19, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 20 und einem Hohlrad 21 ausgebildet, sie weist jedoch eine andere antriebstechnische Anbindung wie in der Ausführungsform gemäß 1 auf.
  • Vorliegend bildet der Planetenträger 20 des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.4, das Hohlrad 21 des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.4, und das Sonnenrad 19 des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.4. Der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 steht wiederum über das Hohlrad 21 des Planetengetriebes PG’ drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 in Verbindung.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 und dem drehfest mit dieser verbundenen Hohlrad 21 des Planetengetriebes PG’ gekoppelt, so dass der Planetenträger 20 des Planetengetriebes PG’ dann lastfrei umläuft. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich Eins (iL = 1). Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM dagegen drehfest mit dem Planetenträger 20 des Planetengetriebes PG’ verbunden, so dass die Drehzahl der starr mit dem Hohlrad 21 des Planetengetriebes PG’ verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 20 des Planetengetriebes PG’ verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Schnelle übersetzt wird. Die Übersetzung iH zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall wieder nach der Gleichung iH = 1/(1 – 1/i0). Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.4 kann somit ebenso gemäß der Gleichung iL/iH = (1 – 1/i0) berechnet werden. Diese sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hybridantriebs 1.6 ist somit funktionsgleich zu der ersten Ausführungsform gemäß 1, so dass die entsprechenden Schalttabellen der 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g auch für diese sechste Ausführungsform nach 6 gelten beziehungsweise zur Anwendung kommen können.
  • In 7 ist in schematischer Form eine siebte Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.7 dargestellt, die sich von der zweiten Ausführungsform gemäß 2 durch eine andere Ausbildung und triebtechnische Anbindung der Vorschaltgruppe 9.5 und des zugeordneten dritten Doppelschaltelementes S3’ unterscheidet. Die Vorschaltgruppe 9.5 ist zwar ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe PG’ mit einem Sonnenrad 22, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 23 und einem Hohlrad 24 ausgebildet, sie weist jedoch eine andere antriebstechnische Anbindung wie in der Ausführungsform gemäß 2 auf.
  • Vorliegend bildet der Planetenträger 23 des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.5, das Sonnenrad 22 des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.5, und das Hohlrad 24 des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.5. Der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 ist wieder unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbunden.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 und dem drehfest mit dieser verbundenen Sonnenrad 22 des Planetengetriebes PG’ gekoppelt, so dass der Planetenträger 23 des Planetengetriebes PG’ dann lastfrei umläuft. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich Eins (iL = 1). Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM dagegen drehfest mit dem Planetenträger 23 des Planetengetriebes PG’ verbunden, so dass die Drehzahl der starr mit dem Sonnenrad 22 des Planetengetriebes PG’ verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 23 des Planetengetriebes PG’ verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Schnelle übersetzt wird. Die Übersetzung iH zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall nach der Gleichung iH = 1/(1 – i0). Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.5 kann somit ebenso mittels der Gleichung iL/iH = (1 – i0) berechnet werden. Diese siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1.7 ist somit völlig funktionsgleich zu der zweiten Ausführungsform gemäß 2, so dass die entsprechende Schalttabelle der 2a auch für die siebte Ausführungsform nach 7 gilt beziehungsweise zur Anwendung kommen kann.
  • In 8 ist in schematischer Form eine achte Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.8 dargestellt, die sich von der dritten Ausführungsform gemäß 3 durch eine andere Ausbildung und antriebstechnische Anbindung der Vorschaltgruppe 9.6 und des zugeordneten dritten Doppelschaltelementes S3’ unterscheidet. Die Vorschaltgruppe 9.6 ist zwar ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe PG’ mit einem Sonnenrad 25, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger 26 und einem Hohlrad 27 ausgebildet, sie weist jedoch eine andere antriebstechnische Anbindung wie in der Ausführungsform gemäß 3 auf.
  • Vorliegend bildet das Hohlrad 27 des Planetengetriebes PG’ das über das Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Eingangselement der Vorschaltgruppe 9.6, der Planetenträger 26 des Planetengetriebes PG’ das drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 verbundene und über das Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ drehfest mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe 9.6, und das Sonnenrad 25 des Planetengetriebes PG’ das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe 9.6. Über den Planetenträger 26 des Planetengetriebes PG’ steht auch der Rotor 8 der zweiten Elektromaschine EM2 drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 in Verbindung.
  • Bei geschlossenem Schaltelement E des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM drehfest mit der ersten Eingangswelle GE1 und dem drehfest mit dieser verbundenen Planetenträger 26 des Planetengetriebes PG’ gekoppelt, so dass das Hohlrad 27 des Planetengetriebes PG’ dann lastfrei umläuft. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ist in diesem Fall somit gleich Eins (iH = 1). Bei geschlossenem Schaltelement F des dritten Doppelschaltelementes S3’ ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM dagegen drehfest mit dem Hohlrad 27 des Planetengetriebes PG’ verbunden, so dass die Drehzahl der starr mit dem Planetenträger 26 des Planetengetriebes PG’ verbundenen ersten Eingangswelle GE1 gegenüber der Drehzahl der starr mit dem Hohlrad 27 des Planetengetriebes PG’ verbundenen Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM ins Langsame übersetzt wird. Die Übersetzung iL zwischen der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM und der ersten Eingangswelle GE1 ergibt sich in diesem Fall nach der Gleichung iL = (1 – 1/i0). Der Übersetzungssprung iL/iH der Vorschaltgruppe 9.3 kann mittels der Gleichung iL/iH = 1/(1 – 1/i0) berechnet werden. Diese achte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1.8 ist somit völlig funktionsgleich zu der dritten Ausführungsform gemäß 3, so dass die entsprechende Schalttabelle der 3a auch für die achte Ausführungsform gemäß 8 gilt beziehungsweise zur Anwendung kommen kann.
  • Analog zu der vierten Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.4 gemäß 4 ist in 9 in schematischer Form eine neunte Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hybridantriebs 1.9 dargestellt, die sich von der sechsten Ausführungsform gemäß 6 im wesentlichen durch das Fehlen der zweiten Elektromaschine EM2 unterscheidet. Da diese Elektromaschine EM2 somit für die Synchronisierung der Schaltelemente A, B; E, F des ersten und dritten Doppelschaltelementes S1, S3 nicht zur Verfügung steht, sind diese Schaltelemente A, B; E, F vorliegend als reibsynchronisierte Schaltkupplungen ausgebildet. Die Gang-Schaltelemente C, D des zweiten Doppelschaltelementes S2 sind dagegen weiterhin als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet, da diese durch die verbliebene erste Elektromaschine synchronisierbar sind. Als weiterer Unterschied zu der sechsten Ausführungsform gemäß 6 ist die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM vorliegend über eine als Reibungskupplung ausgebildete Anfahrkupplung K1 mit dem dritten Doppelschaltelement S3’ verbindbar, wodurch ein schlupfbehaftetes Anfahren mit dem Verbrennungsmotor VM ermöglicht ist. Da diese neunte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1.9 völlig funktionsgleich zu der vierten Ausführungsform gemäß 4 ist, gilt die entsprechende Schalttabelle der 4a auch für die neunte Ausführungsform gemäß 9 und kann bei dieser zur Anwendung kommen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1.1–1.10
    Hybridantrieb
    2
    Triebwelle des Verbrennungsmotors VM
    3, 3’
    Rotor der Elektromaschine EM1, EM1’
    4
    Hauptgetriebe
    5
    Achsdifferenzial
    6a, 6b
    Antriebsrad
    7a, 7b
    Achswelle
    8, 8’
    Rotor der Elektromaschine EM2, EM2’
    9.1–9.6
    Vorschaltgruppe
    10
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG
    11
    Planetenträger von Planetengetriebe von PG
    12
    Hohlrad von Planetengetriebe PG
    13
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG
    14
    Planetenträger von Planetengetriebe PG
    15
    Hohlrad von Planetengetriebe PG
    16
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG
    17
    Planetenträger von Planetengetriebe PG
    18
    Hohlrad von Planetengetriebe PG
    19
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG’
    20
    Planetenträger von Planetengetriebe PG’
    21
    Hohlrad von Planetengetriebe PG’
    22
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG’
    23
    Planetenträger von Planetengetriebe PG’
    24
    Hohlrad von Planetengetriebe PG’
    25
    Sonnenrad von Planetengetriebe PG’
    26
    Planetenträger von Planetengetriebe PG’
    27
    Hohlrad von Planetengetriebe PG’
    A
    Gang-Schaltelement
    B
    Koppel-Schaltelement
    C, D
    Gang-Schaltelement
    E, F
    Schaltelement
    EM1, EM1’
    Erste Elektromaschine
    EM2, EM2’
    Zweite Elektromaschine
    GVM
    Gang angetrieben vom Verbrennungsmotor VM
    G1–G6
    Gang
    GA
    Ausgangswelle
    GE1
    Erste Eingangswelle
    GE2
    Zweite Eingangswelle
    i0
    Standübersetzung von Planetengetriebe PG, PG’
    iEM1
    Übersetzung zwischen Elektromaschine EM1 und Ausgangswelle GA
    iEM2
    Übersetzung zwischen Elektromaschine EM2 und Ausgangswelle GA
    iH
    Niedrigere Übersetzung der Vorschaltgruppe
    iKE1
    Übersetzung von Eingangskonstante KE1
    iKE2
    Übersetzung von Eingangskonstante KE2
    iL
    Höhere Übersetzung der Vorschaltgruppe
    iVM
    Übersetzung zwischen Verbrennungsmotor VM und Ausgangswelle GA
    iZ1
    Übersetzung von Stirnradstufe Z1
    iZ2
    Übersetzung von Stirnradstufe Z2
    iZ3
    Übersetzung von Stirnradstufe Z3
    K1
    Anfahrkupplung
    KE1
    Erste Eingangskonstante an Elektromaschine EM1’
    KE2
    Zweite Eingangskonstante an Elektromaschine EM2’
    N
    Neutralposition von Doppelschaltelement S1, S2, S3, S3’
    PG, PG’
    Planetengetriebe
    S1
    Erstes Doppelschaltelement
    S2
    Zweites Doppelschaltelement
    S3, S3’
    Drittes Doppelschaltelement
    TD
    Drehschwingungsdämpfer
    VM
    Verbrennungsmotor
    Z1
    Erste Stirnradstufe
    Z2
    Zweite Stirnradstufe
    Z3
    Dritte Stirnradstufe
    Z4
    Ausgangsstirnradstufe
    z11
    Antriebsrad, Festrad von Stirnradstufe Z1
    z12
    Antriebsrad, Losrad von Stirnradstufe Z2
    z13
    Antriebsrad, Festrad von Stirnradstufe Z3
    z21
    Abtriebsrad, Losrad von Stirnradstufe Z1
    z22
    Abtriebsrad, Festrad von Stirnradstufe Z2
    z23
    Abtriebsrad, Losrad von Stirnradstufe Z3
    z24
    Antriebsrad, Festrad von Stirnradstufe Z4
    z34
    Abtriebsrad, Festrad von Stirnradstufe Z4
  • 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
    • DE 19960621 B4 [0003]
    • WO 2008/138387 A1 [0004]
    • DE 102011002472 A1 [0007, 0008, 0012, 0015, 0017]

Claims (23)

  1. Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (VM) mit einer Triebwelle (2), eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM1, EM1’) mit einem Rotor (3, 3’) sowie ein mehrstufiges Hauptgetriebe (4) mit zwei Eingangswellen (GE1, GE2) und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen (GE1, GE2) angeordneten Ausgangswelle (GA) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (GE1) über eine zweistufige Vorschaltgruppe (9.1–9.3) mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor (3, 3’) der Elektromaschine (EM1, EM1’) in Triebverbindung steht, und bei dem beide Eingangswellen (GE1, GE2) koaxial sowie axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelement (B) drehfest miteinander verbindbar sind, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe (Z2; Z1, Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar sind, mit folgenden weiteren Merkmalen: eine einzige Stirnradstufe (Z2) mit mittlerer Übersetzung (iZ2) zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle (GE1) mit der Ausgangswelle (GA) mit einer Anordnung des betreffenden Losrades (z12) und des zugeordneten Gang-Schaltelementes (A) auf der ersten Eingangswelle (GE1), eine Zusammenfassung des Gang-Schaltelementes (A) der Stirnradstufe (Z2) der ersten Eingangswelle (GE1) und des Koppel-Schaltelementes (B) in einem ersten Doppelschaltelement (S1), zwei Stirnradstufen (Z1, Z3) mit jeweils einer gegenüber der Stirnradstufe (Z2) der ersten Eingangswelle (GE1) höheren oder niedrigeren Übersetzung (iZ1, iZ3) zur schaltbaren Verbindung der zweiten Eingangswelle (GE2) mit der Ausgangswelle (GA) mit einer Anordnung der betreffenden Losräder (z21, z23) und der zugeordneten Gang-Schaltelemente (C, D) auf der Ausgangswelle (GA), eine Zusammenfassung der Gang-Schaltelemente (C, D) der Stirnradstufen (Z1, Z3) der zweiten Eingangswelle (GE2) in einem zweiten Doppelschaltelement (S2), und eine als ein einfaches Planetengetriebe (PG) mit einem Sonnenrad (10, 13, 16), einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger (11, 14, 17) und einem Hohlrad (12, 15, 18) ausgebildete Vorschaltgruppe (9.1–9.3), die koaxial über der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) und/oder der ersten Eingangswelle (GE1) angeordnet ist, wobei ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG) drehfest mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbunden ist, ein als Ausgangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG) drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbunden ist, und ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG) über zwei in einem dritten Doppelschaltelement (S3) zusammengefasste Schaltelemente (E, F) alternativ gehäusefest arretierbar oder drehfest mit einem der anderen Getriebebauteile des Planetengetriebes (PG) oder der mit diesem verbundenen Getriebewelle (2, GE1) verbindbar ist.
  2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (11) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.1), das Hohlrad (12) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.1), und das Sonnenrad (10) des Planetengetriebes (PG) das über die Schaltelemente (E, F) des dritten Doppelschaltelementes (S3) schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.1) bildet.
  3. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (14) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.2), das Sonnenrad (13) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.2), und das Hohlrad (15) des Planetengetriebes (PG) das über die Schaltelemente (E, F) des dritten Doppelschaltelementes (S3) schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.2) bildet.
  4. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (18) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbundene Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.3), der Planetenträger (17) des Planetengetriebes (PG) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.3), und das Sonnenrad (16) des Planetengetriebes (PG) das über die Schaltelemente (E, F) des dritten Doppelschaltelementes (S3) schaltbare Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.3) bildet.
  5. Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (VM) mit einer Triebwelle (2), eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM1, EM1’) mit einem Rotor (3, 3’), und ein mehrstufiges Hauptgetriebe (4) mit zwei Eingangswellen (GE1, GE2) und einer gemeinsamen, achsparallel zu den Eingangswellen (GE1, GE2) angeordneten Ausgangswelle (GA) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (GE1) über eine zweistufige Vorschaltgruppe (9.4–9.6) mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbindbar ist, wobei die zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor (3, 3’) der Elektromaschine (EM1, EM1’) in Triebverbindung steht, und wobei beide Eingangswellen (GE1, GE2) koaxial und axial benachbart zueinander angeordnet sind, mittels einem ein- und ausrückbaren Koppel-Schaltelement (B) drehfest miteinander verbindbar sind, und jeweils über mindestens eine schaltbare Stirnradstufe (Z2; Z1, Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar sind, mit folgenden weiteren Merkmalen: eine einzige Stirnradstufe (Z2) mit mittlerer Übersetzung (iZ2) zur schaltbaren Verbindung der ersten Eingangswelle (GE1) mit der Ausgangswelle (GA) mit einer Anordnung des betreffenden Losrades (z12) und des zugeordneten Gang-Schaltelementes (A) auf der ersten Eingangswelle (GE1), eine Zusammenfassung des Gang-Schaltelementes (A) der Stirnradstufe (Z2) der ersten Eingangswelle (GE1) und des Koppel-Schaltelementes (B) in einem ersten Doppelschaltelement (S1), zwei Stirnradstufen (Z1, Z3) mit jeweils einer gegenüber der Stirnradstufe (Z2) der ersten Eingangswelle (GE1) höheren oder niedrigeren Übersetzung (iZ1, iZ3) zur schaltbaren Verbindung der zweiten Eingangswelle (GE2) mit der Ausgangswelle (GA) mit einer Anordnung der betreffenden Losräder (z21, z23) und der zugeordneten Gang-Schaltelemente (C, D) auf der Ausgangswelle (GA), eine Zusammenfassung der Gang-Schaltelemente (C, D) der Stirnradstufen (Z1, Z3) der zweiten Eingangswelle (GE2) in einem zweiten Doppelschaltelement (S2), und eine als ein einfaches Planetengetriebe (PG’) mit einem Sonnenrad (19, 22, 25), einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger (20, 23, 26) und einem Hohlrad (21, 24, 27) ausgebildete Vorschaltgruppe (9.4–9.6), die koaxial über der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) und/oder der ersten Eingangswelle (GE1) angeordnet ist, wobei ein als Eingangselement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG’) und ein als Ausgangselement wirksames und drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundenes Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG’) über zwei in einem dritten Doppelschaltelement (S3’) zusammengefasste Gang-Schaltelemente (E, F) alternativ drehfest mit der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) verbindbar sind, und ein als Zwischenelement wirksames Getriebebauteil des Planetengetriebes (PG’) gehäusefest arretiert ist.
  6. Hybridantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (20) des Planetengetriebes (PG’) das über das eine Schaltelement (F) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.4), das Hohlrad (21) des Planetengetriebes (PG’) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene und über das andere Schaltelement (E) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.4), und das Sonnenrad (19) des Planetengetriebes (PG’) das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.4) bildet.
  7. Hybridantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (23) des Planetengetriebes (PG’) das über das eine Schaltelement (F) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.5), das Sonnenrad (22) des Planetengetriebes (PG’) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene und über das andere Schaltelement (E) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.5), und das Hohlrad (24) des Planetengetriebes (PG’) das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.5) bildet.
  8. Hybridantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (27) des Planetengetriebes (PG’) das über das eine Schaltelement (F) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Eingangselement der Vorschaltgruppe (9.6), der Planetenträger (26) des Planetengetriebes (PG’) das drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbundene und über das andere Schaltelement (E) des dritten Doppelschaltelementes (S3’) schaltbare Ausgangselement der Vorschaltgruppe (9.6), und das Sonnenrad (25) des Planetengetriebes (PG’) das gehäusefest arretierte Zwischenelement der Vorschaltgruppe (9.6) bildet.
  9. Hybridantrieb nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe (9.1, 9.4) als eine Overdrive-Splitgruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung (iL/iH) in etwa der Hälfte des Stufensprungs bzw. des mittleren Stufensprungs ((iZ1/iZ3)1/2) der Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3) des Hauptgetriebes (4) entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/4).
  10. Hybridantrieb nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe (9.1, 9.4) als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung (iL/iH) in etwa der Höhe des Stufensprungs beziehungsweise des mittleren Stufensprungs ((iZ1/iZ3)1/2) der Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3) des Hauptgetriebes (4) entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/2).
  11. Hybridantrieb nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe (9.1, 9.4) als eine versetzte Overdrive-Splitgruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung (iL/iH) in etwa dem 1,5-fachen des Stufensprungs beziehungsweise des mittleren Stufensprungs ((iZ1/iZ3)1/2) der Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3) des Hauptgetriebes (4) entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)3/4).
  12. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 2, 3, 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe (9.1, 9.2, 9.4, 9.5) als eine versetzte Overdrive-Rangegruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung (iL/iH) in etwa dem Doppelten des Stufensprungs beziehungsweise des mittleren Stufensprungs ((iZ1/iZ3)1/2) der Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3) des Hauptgetriebes (4) entspricht (iL/iH = iZ1/iZ3).
  13. Hybridantrieb nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe (9.3, 9.6) als eine Underdrive-Splitgruppe ausgebildet ist, deren Übersetzungssprung (iL/iH) in etwa der Hälfte des Stufensprungs beziehungsweise des mittleren Stufensprungs ((iZ1/iZ3)1/2) der Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3) des Hauptgetriebes (4) entspricht (iL/iH = (iZ1/iZ3)1/4).
  14. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (EM1) koaxial über der zweiten Eingangswelle (GE2) angeordnet ist, und dass der Rotor (3) der ersten Elektromaschine (EM1) unmittelbar drehfest mit der zweiten Eingangswelle (GE2) verbunden ist.
  15. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (EM1’) achsparallel neben der zweiten Eingangswelle (GE2) angeordnet ist, und dass der Rotor (3’) der ersten Elektromaschine (EM1’) über eine als Untersetzungsstufe ausgebildete Eingangskonstante (KE1) mit der zweiten Eingangswelle (GE2) in Triebverbindung steht.
  16. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (GE1) mit dem Rotor (8, 8’) einer zweiten Elektromaschine (EM2, EM2’) in Triebverbindung steht.
  17. Hybridantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektromaschine (EM2) koaxial über der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) und/oder der ersten Eingangswelle (GE1) angeordnet ist, und dass der Rotor (8) der zweiten Elektromaschine (EM2) unmittelbar drehfest mit der ersten Eingangswelle (GE1) verbunden ist.
  18. Hybridantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (PG, PG’) axial und radial zumindest teilweise innerhalb der zweiten Elektromaschine (EM2) angeordnet ist.
  19. Hybridantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektromaschine (EM2’) achsparallel neben der Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) und/oder der ersten Eingangswelle (GE1) angeordnet ist, und der Rotor (8’) der zweiten Elektromaschine (EM2’) über eine als Untersetzungsstufe ausgebildete zweite Eingangskonstante (KE2) mit der ersten Eingangswelle (GE1) in Triebverbindung steht.
  20. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) mit einem Drehschwingungsdämpfer (TD) versehen ist.
  21. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (2) des Verbrennungsmotors (VM) über eine als Reibungskupplung ausgebildete Anfahrkupplung (K1) je nach Ausführung der Vorschaltgruppe (9.1–9.3; 9.4–9.6) mit dem Eingangselement (11, 14, 18) der Vorschaltgruppe (9.1–9.3) oder mit dem dritten Doppelschaltelement (S3’) verbindbar ist.
  22. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) der drei Doppelschaltelemente (S1; S2; S3, S3’) als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sind.
  23. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schaltelemente (A, B; E, F) des ersten und dritten Doppelschaltelementes (S1; S3, S3’) als reibsynchronisierte Schaltkupplungen ausgebildet sind.
DE201210205319 2012-04-02 2012-04-02 Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs Pending DE102012205319A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210205319 DE102012205319A1 (de) 2012-04-02 2012-04-02 Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210205319 DE102012205319A1 (de) 2012-04-02 2012-04-02 Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012205319A1 true DE102012205319A1 (de) 2013-10-02

Family

ID=49154776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210205319 Pending DE102012205319A1 (de) 2012-04-02 2012-04-02 Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012205319A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016046001A1 (de) * 2014-09-25 2016-03-31 Engineering Center Steyr Gmbh & Co Kg Antriebsanordnung und verfahren zum betrieb einer antriebsanordnung
DE102018219606A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102020203789A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Gruppengetriebe
DE102020203779A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebe mit kompletter Kombinierbarkeit der Übersetzungen
DE102020203790A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebe mit Vorgetriebe für Verbrennungsmaschine
CN114056086A (zh) * 2020-08-06 2022-02-18 凯博易控车辆科技(苏州)股份有限公司 用于机动车的驱动单元
DE102022206207A1 (de) 2022-06-21 2023-12-21 Zf Friedrichshafen Ag Kompakter Hybrid-Antriebsstrang

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960621B4 (de) 1999-12-16 2006-12-21 Daimlerchrysler Ag Hybridantrieb für Fahrzeuge
WO2008138387A1 (de) 2007-05-14 2008-11-20 Fev Motorentechnik Gmbh Verfahren zum betrieb eines hybridantriebssystems sowie hybridantriebssystem mit zwei teilgetrieben
DE102011002472A1 (de) 2011-01-05 2012-07-05 Zf Friedrichshafen Ag Automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960621B4 (de) 1999-12-16 2006-12-21 Daimlerchrysler Ag Hybridantrieb für Fahrzeuge
WO2008138387A1 (de) 2007-05-14 2008-11-20 Fev Motorentechnik Gmbh Verfahren zum betrieb eines hybridantriebssystems sowie hybridantriebssystem mit zwei teilgetrieben
DE102011002472A1 (de) 2011-01-05 2012-07-05 Zf Friedrichshafen Ag Automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016046001A1 (de) * 2014-09-25 2016-03-31 Engineering Center Steyr Gmbh & Co Kg Antriebsanordnung und verfahren zum betrieb einer antriebsanordnung
DE102018219606A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102018219606B4 (de) * 2018-11-16 2021-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102020203789A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Gruppengetriebe
DE102020203779A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebe mit kompletter Kombinierbarkeit der Übersetzungen
DE102020203790A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebe mit Vorgetriebe für Verbrennungsmaschine
CN114056086A (zh) * 2020-08-06 2022-02-18 凯博易控车辆科技(苏州)股份有限公司 用于机动车的驱动单元
DE102022206207A1 (de) 2022-06-21 2023-12-21 Zf Friedrichshafen Ag Kompakter Hybrid-Antriebsstrang

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011089708B4 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102011089709B4 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102013222510B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Getriebes
DE102010030567B4 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
EP2788213B1 (de) Getriebe und antriebstrang mit einem getriebe
DE102011089710A1 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102013221461A1 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102012205319A1 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
WO2006024432A2 (de) Leistungsverzweigtes getriebe für ein hybridfahrzeug
DE102011089711A1 (de) Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102013200158A1 (de) Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102015221499A1 (de) Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug und Antriebsstrang mit einer solchen Antriebsanordnung
EP2450215A1 (de) Hybridgetriebe
DE102014213607A1 (de) Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE102017201607A1 (de) Getriebe und Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes
WO2017076607A1 (de) Antriebsanordnung für ein hybridfahrzeug und antriebsstrang mit einer solchen antriebsanordnung
WO2022129110A1 (de) Getriebe für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeugantriebsstrang damit und verfahren zum betreiben des getriebes
DE102014215842A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb
WO2017186438A1 (de) Schaltgetriebe für einen hybridantrieb, verfahren zur steuerung eines solchen schaltgetriebes, computerprogrammprodukt, steuerungs- und/oder regelungsvorrichtung und hybridantrieb
DE102014214147A1 (de) Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE102015220232A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
DE102014215325A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb
WO2022129111A1 (de) Getriebe für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeugantriebsstrang damit
DE102013209675A1 (de) Fahrzeuggetriebe
DE102013209565A1 (de) Fahrzeuggetriebe

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R163 Identified publications notified

Effective date: 20150107

R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: HENTRICH PATENT- & RECHTSANWALTSPARTNERSCHAFT , DE