DE102014006134A1

DE102014006134A1 - Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014006134A1
Application number: DE102014006134.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Klaus Riedl; Jörg Müller; Rico Resch; Mirko Leesch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-04-26
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybrid-Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest fünf verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen (V1–V5), zumindest einem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang (E1), zumindest drei leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen (EVT1–EVT5) und einem elektromotorischen EVT-Fahrbereich (E-EVT1) vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement (10) zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine (BKM1), mit einem Getriebeausgangselement (11) zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement (13) zur Anbindung eines ersten Elektromotors (EM1), mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement (14) zur Anbindung eines zweiten Elektromotors (EM2), mit zumindest drei Planetenradstufen (P1, P2, P3), die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest vier Kupplungseinheiten (C1, C2, C3, C4), die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente (C11–C42) aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten (B1, B2), die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement (B11, B21) und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement (B12, B22) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft betrifft ein Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug.
Aus der WO 2009/077097 A1 ist ein Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt mit drei entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordneten Planetenradstufen, mit einem BKM-Anbindungselement zur Anbindung einer Brennkraftmaschine, mit einem Getriebeausgangselement zur Anbindung eines Achsantriebs, mit einem ersten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit einem zweiten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines zweiten Elektromotors und mit fünf Schalteinheiten, die teilweise als Kupplungseinheiten und teilweise als Bremseinheiten ausgeführt sind, wobei eine der Planetenradstufen des Hybrid-Mehrstufengetriebes einen Doppelplanetenradsatz aufweist.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Hybrid-Mehrstufengetriebe zur Ausbildung eines Hybridantriebsmoduls mit hoher Flexibilität und hohem Wirkungsgrad bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Hybrid-Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest fünf verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen, zumindest einem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang, zumindest drei leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen und einem elektromotorischen EVT-Fahrbereich vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine, mit einem Getriebeausgangselement zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines zweiten Elektromotors, mit zumindest drei Planetenradstufen, die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest vier Kupplungseinheiten, die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten, die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement aufweisen.
Dadurch kann ein Hybrid-Mehrstufengetriebe mit einer sehr hohen Flexibilität bereitgestellt werden, da zum einen eine hohe Lastschaltbarkeit und zum anderen ein hoher Wirkungsgrad, insbesondere auch in Verbindung mit den Elektromotoren, erreicht werden kann. Zudem können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung Übersetzungsverhältnisse insbesondere in den EVT-Fahrbereichen und den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen besser dargestellt werden. Bauteilbelastungen in dem Hybrid-Mehrstufengetriebe können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Zudem können Belastungen für die Elektromotoren durch die verbesserten Übersetzungsverhältnisse reduziert werden, wodurch kleinere Elektromotoren verwendet werden können. Dadurch können insbesondere Kosten reduziert werden. Weiter kann durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere bei einer leistungsneutralen Fahrt ein geringer Leistungsfluss zwischen den beiden Elektromotoren erreicht werden, wodurch elektrische Übertragungsverluste gesenkt werden können und somit der Wirkungsgrad weiter verbessert werden kann.
Zur Vereinfachung soll unter einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Planetenradträger” jeweils ein der ersten, der zweiten oder der dritten Planetenradstufe zugeordneter Planetenradträger verstanden werden. Entsprechend soll unter einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Sonnenrad” und einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Hohlrad” jeweils ein der ersten, zweiten oder dritten Planetenradstufe zugeordnetes Sonnenrad oder ein der ersten, zweiten oder dritten Planetenradstufe zugeordnetes Hohlrad verstanden werden. Beispielsweise soll unter dem ersten Planetenradträger ein Planetenradträger der ersten Planetenradstufe verstanden werden.
Die erste, die zweite und die dritte Planetenradstufe sind vorzugsweise entlang einer Hauptrotationsachse axial hintereinander angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine gestapelte Anordnung, bei der Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Die Nummerierungen „erste”, „zweite” und „dritte” der Planetenradstufen stellen dabei eine mögliche, jedoch nicht die einzig mögliche, axiale Reihenfolge der Planetenradstufen entlang einer von der Brennkraftmaschine ausgehenden Richtung dar, wobei die erste Planetenradstufe am nächsten zu der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die im Folgenden beschriebene Ausgestaltung eines Hybrid-Mehrstufengetriebes stellt jedoch ein spezielles Ausführungsbeispiel dar, zu dem es grundsätzlich noch weitere kinematisch äquivalente Ausführungsbeispiele gibt.
Grundsätzlich sind durch eine räumliche Umordnung der Kupplungseinheiten und/oder der Bremseinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebewellen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder verschiedene kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar, die dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf eine Anzahl der Kupplungseinheiten, der Bremseinheiten und der Planetenradstufen sowie im Hinblick auf ein Schaltschema zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der EVT-Fahrbereiche entsprechen. Dabei ist insbesondere auch eine andere axiale Reihenfolge der Planetenradstufen denkbar, bei der eine Anordnung der Planetenradstufen der dargestellten Reihenfolge entsprechend ihrer Nummerierung abweicht.
Unter einer „Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei der Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer „Bremseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl übertragen wird.
Die Kupplungseinheiten sind vorzugsweise jeweils wirkungsmäßig zwischen den Planetenradstufen angeordnet, sodass in dem geschlossenen Zustand zumindest zwei Getriebeelemente der Planetenradstufen drehfest miteinander verbunden sind. Die Bremseinheiten sind jeweils wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und dem Getriebegehäuse angeordnet, sodass in dem geschlossenen Zustand zumindest ein Getriebeelement der Planetenradstufen mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden ist. Unter einer Kupplungseinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplungseinheit verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine und dem BKM-Anbindungselement angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden. Unter einem „BKM-Anbindungselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „EM-Anbindungselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Rotors eines Elektromotors vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeausgangselement” soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden.
Unter „zumindest konstruktiv” soll insbesondere verstanden werden, dass konstruktiv eine entsprechende Ausgestaltung vorgesehen ist, in einem eventuellen Ausführungsbeispiel aber von einer funktionellen Nutzung der konstruktiven Ausgestaltung abgesehen werden kann. Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass mittels der Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise können in einer Ausgestaltung die Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr EVT-Fahrbereichen vorgesehen sein, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Hybrid-Mehrstufengetriebe zu schalten. Beispielsweise ist es denkbar, in einer Betriebsstrategie lediglich zwei oder sogar nur einen der konstruktiv schaltbaren EVT-Fahrbereiche zu nutzen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Indem das Hybrid-Mehrstufengetriebe vier Kupplungseinheiten und zwei Bremseinheiten aufweist, umfasst das Mehrstufengetriebe in Summe sechs Schalteinheiten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zumindest drei der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Vorzugsweise sind vier der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind fünf der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass sämtliche Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet sind. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, wodurch ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden kann. Vorzugsweise sind zumindest zwei der Kupplungseinheiten und zumindest eine der Bremseinheiten als formschlüssig ausgebildete Schalteinheiten ausgeführt.
Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.
Vorzugsweise umfasst das Mehrstufengetriebe Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Kupplungseinheiten und der Bremseinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Kupplungseinheiten und/oder der Bremseinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet.
Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.
Die Begriffe „axial” und „radial” sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsache des Mehrstufengetriebes bezogen, sodass der Ausdruck „axial” insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsache verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsache verläuft.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Hybrid-Mehrstufengetriebes und
2 ein Schaltschema für das Hybrid-Mehrstufengetriebe aus 1.
Die 1 und 2 zeigen ein Getriebeschema sowie ein Schaltschema eines Hybrid-Mehrstufengetriebes. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist als ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestaltet. Es weist genau drei Planetenradstufen P1, P2, P3 auf. Die erste Planetenradstufe P1, die zweite Planetenradstufe P2 und die dritte Planetenradstufe P3 sind in dem Ausführungsbeispiel in 1 entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet.
Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist zur Anbindung von zwei Elektromotoren EM1, EM2 vorgesehen. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe bildet in Verbindung mit den zwei Elektromotoren EM1, EM2 und einer Brennkraftmaschine BKM1 ein Hybridantriebsmodul aus, welches zur Schaltung unterschiedlicher Getriebegänge und/oder Fahrmodi vorgesehen ist, in denen Leistungsflüsse aus der Brennkraftmaschine BKM1 und/oder den Elektromotoren EM1, EM2 unterschiedlich kombiniert oder geleitet werden. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe weist genau vier Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und genau zwei Bremseinheiten B1, B2 auf, die zur Schaltung der Planetenradstufen P1, P2, P3 vorgesehen sind. Die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und die Bremseinheiten B1, B2 sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufe P1, P2, P3 ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet. Die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1, P2, P3 untereinander herzustellen. Die Bremseinheiten B1, B2 sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1, P2, P3 und einem Getriebegehäuse 12 herzustellen.
Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist konstruktiv dazu vorgesehen, zumindest fünf unterschiedlich übersetzte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, einen verbrennungsmotorischen Rückwärtsgetriebegang R1, einen elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1, drei leistungsverzweigte EVT-Fahrbereiche EVT1, EVT2, EVT3 und einen elektromotorischen EVT-Fahrbereich E-EVT1 zu schalten. Ein Rückwärtsgetriebegang ist zudem insbesondere mittels eines der EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 oder mittels des elektromotorischen Vorwärtsgetriebegangs E1 darstellbar. Eine Anzahl der tatsächlich verwendeten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1–V5, einer tatsächlichen Verwendung des elektromotorischen Vorwärtsgetriebegangs E1 und/oder der tatsächlich verwendeten EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 kann dabei in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.
Mögliche Lastschaltungen zwischen den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1–V5, dem verbrennungsmotorischen Rückwärtsgetriebegang R1, dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1 und den EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 ergeben sich unmittelbar aus dem Schaltschema in 2. Eine Lastschaltung ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Bremseinheiten B1, B2 oder Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 geschlossen wird und/oder höchstens eine der Bremseinheiten B1, B2 oder Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 geöffnet wird, d. h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Bremseinheiten B1, B2 oder Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 an eine andere der Bremseinheiten B1, B2 oder Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der Bremseinheiten B1, B2 oder Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 verändert wird. Insbesondere die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1–V5 sind untereinander zumindest sequentiell lastschaltbar.
Zusätzlich zu den fünf sequentiell schaltbaren Vorwärtsgetriebegängen V1–V5 sind zwei weitere verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge V0, V1/2 schaltbar. Der weitere Vorwärtsgetriebegang V0 bildet einen Kriechgang aus, dessen Übersetzungsverhältnis wesentlich größer ist als ein Übersetzungsverhältnis des ersten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegangs V1. Der zusätzliche verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V1/2 bildet einen Zwischengang aus, dessen Übersetzungsverhältnis zwischen einem Übersetzungsverhältnis des ersten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegangs V1 und des zweiten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegangs V2 liegt. Der als Kriechgang ausgebildete verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V0 und der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V1 sind sequentiell lastschaltbar. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist damit zumindest konstruktiv zur Schaltung der sieben unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge V0, V1, V1/2, V2, V3, V4, V5 vorgesehen.
Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist dazu vorgesehen, die Brennkraftmaschine BKM1 und die Elektromotoren EM1, EM2 mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels des Hybrid-Mehrstufengetriebes kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Brennkraftmaschine BKM1, den Elektromotoren EM1, EM2 und dem Achsantrieb eingestellt werden.
Das Hybrid-Mehrstufengetriebe weist ein BKM-Anbindungselement 10 auf, das dazu vorgesehen ist, ein von der Brennkraftmaschine BKM1 abgegebenes Antriebsmoment in das Hybrid-Mehrstufengetriebe einzuleiten. Das BKM-Anbindungselement 10 ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine BKM1 verbunden zu werden. Grundsätzlich können zwischen dem BKM-Anbindungselement 10 und der Brennkraftmaschine BKM1 weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Schwingungsdämpfer, eine Anfahrkupplung, eine Trennkupplung oder ein Drehmomentwandler, angeordnet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine BKM1 und das BKM-Anbindungselement 10 permanent drehfest miteinander verbunden.
Zur Anbindung der Elektromotoren EM1, EM2 umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe zwei EM-Anbindungselemente 13, 14. Die EM-Anbindungselemente 13, 14 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils permanent drehfest mit einem Rotor des entsprechenden Elektromotors EM1, EM2 verbunden. Die EM-Anbindungselemente 13, 14 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Rotor des entsprechenden Elektromotors EM1, EM2 ausgebildet.
Grundsätzlich können die Elektromotoren EM1, EM2 aber auch von dem entsprechenden EM-Anbindungselement 13, 14 abkoppelbar sein, beispielsweise durch eine Kupplung oder einen Freilauf, der zwischen dem Rotor des Elektromotors EM1, EM2 und dem entsprechenden EM-Anbindungselement 13, 14 angeordnet ist. Ebenfalls möglich ist es, die Elektromotoren EM1, EM2 mittels einer zusätzlichen Übersetzungsstufe an das jeweilige EM-Anbindungselement 13, 14 anzubinden, beispielsweise mittels eines Stirnradtriebs, eines Ketten- oder Riementriebs oder eines Planetenradsatzes. Insbesondere ist auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Elektromotoren EM1, EM2 achsparallel versetzt zu der Hauptrotationsachse angeordnet sind. Insbesondere für den ersten Elektromotor ist eine Anbindung mittels einer Übersetzungsstufe vorteilhaft, da hierdurch der erste Elektromotor EM1 in einer Side-by-Side-Anordnung parallel versetzt zu der Brennkraftmaschine angeordnet werden kann. Grundsätzlich ist es weiter denkbar, dass an das Hybrid-Mehrstufengetriebe lediglich ein einzelner Elektromotor angebunden ist oder dass auf eine Anbindung von Elektromotoren verzichtet wird.
Weiter weist das Hybrid-Mehrstufengetriebe ein Getriebeausgangselement 11 auf, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Hybrid-Mehrstufengetriebe auszuleiten. Das Getriebeausgangselement 11 ist permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Dem Getriebeausgangselement 11 können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels derer das aus dem Hybrid-Mehrstufengetriebe ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Das BKM-Anbindungselement 10 und das Getriebeausgangselement 11 können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Das dargestellte Hybrid-Mehrstufengetriebe ist insbesondere für einen Front-Quereinbau vorgesehen, bei welchem das Getriebeausgangselement 11 axial auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 zugewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1 liegt. Grundsätzlich ist auch eine koaxiale Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten des Hybrid-Mehrstufengetriebes denkbar, insbesondere wenn das Hybrid-Mehrstufengetriebe für einen Front-Längseinbau vorgesehen sein soll. Zur Umgestaltung des Hybrid-Mehrstufengetriebes ist es möglich, die Planetenradstufen P1, P2, P3, die Bremseinheiten B1, B2, die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und/oder die EM-Anbindungselemente 13, 14 umzuordnen.
Die erste Planetenradstufe P1 ist entlang der Hauptrotationsachse in Bezug auf die zweite Planetenradstufe P2 auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 zugewandten Seite angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1 weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein erstes Sonnenrad P11, ein erstes Hohlrad P13 und einen ersten Planetenradträger P12. Der Planetenradträger P12 führt Planetenräder P14 auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14 kämmen mit dem Sonnenrad P11 und mit dem Hohlrad P13. Die Planetenräder P14 sind drehbar auf dem Planetenradträger P12 gelagert.
Die zweite Planetenradstufe P2 ist entlang der Hauptrotationsachse ausgehend von dem BKM-Anbindungselement 10 hinter der ersten Planetenradstufe P1 angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2 weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein zweites Sonnenrad P21, ein zweites Hohlrad P23 und einen zweiten Planetenradträger P22. Der Planetenradträger P22 führt Planetenräder P24 auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24 kämmen mit dem Sonnenrad P21 und mit dem Hohlrad P23. Die Planetenräder P24 sind drehbar auf dem Planetenradträger P22 gelagert.
Die dritte Planetenradstufe P3 ist entlang der Hauptrotationsachse ausgehend von dem BKM-Anbindungselement 10 hinter der zweiten Planetenradstufe P2 angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3 weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein drittes Sonnenrad P31, ein drittes Hohlrad P33 und einen dritten Planetenradträger P32. Der Planetenradträger P32 führt Planetenräder P34 auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34 kämmen mit dem Sonnenrad P31 und mit dem Hohlrad P33. Die Planetenräder P34 sind drehbar auf dem Planetenradträger P32 gelagert.
Die vier Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement C11, C21, C31, C41 und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement C12, C22, C32, C42 auf. Die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente C11, C12, C21, C22, C31, C32, C41, C42 drehfest miteinander zu verbinden. Beide Kopplungselemente C11, C12, C21, C22, C31, C32, C41, C42 der jeweiligen Kupplungseinheit C1, C2, C3, C4 sind dabei mit zumindest einem der Sonnenräder P11, P21, P31, einem der Planetenradträger P12, P22, P32 und/oder einem der Hohlräder P13, P23, P33 permanent drehfest verbunden.
Die zwei Bremseinheiten B1, B2 weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement B11, B21 und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement B12, B22 auf. Die Bremseinheiten B1, B2 sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement B11, B21 drehfest mit dem Getriebegehäuse 12 zu verbinden. Das drehbar gelagerte Kopplungselement B11, B21 der jeweiligen Bremseinheit B1, B2 ist dabei mit zumindest einem der Sonnenräder P11, P21, P31, einem der Planetenradträger P12, P22, P32 und/oder einem der Hohlräder P13, P23, P33 permanent drehfest verbunden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement B12, B22 der jeweiligen Bremseinheit B1, B2 ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden.
Die Kupplungseinheiten C1, C3 und die Bremseinheit B2 sind vorzugsweise formschlüssig ausgebildet. Die Bremseinheit B1 und die Kupplungseinheit C4 können grundsätzlich ebenfalls formschlüssig ausgebildet sein. Die Kupplungseinheit C2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel reibschlüssig ausgebildet. Insbesondere in dem fünften verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegang V5 sind damit lediglich die formschlüssig ausgebildete Bremseinheit B2 und die formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit C3 geöffnet. Grundsätzlich können die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und die Bremseinheiten B1, B2 jeweils rein formschlüssig, reib- und formschlüssig oder rein reibschlüssig ausgebildet werden.
Die formschlüssig ausgebildeten Kupplungseinheiten C1, C3, C4 und die formschlüssig ausgebildeten Bremseinheiten B1, B2 sind in Form von Klauenkupplungen ausgebildet. Sie umfassen jeweils eine nicht näher dargestellte Schiebemuffe, die zur Herstellung der drehfesten, formschlüssigen Verbindung zwischen den zwei Kopplungselementen C11, C12, C31, C32, C41, C42, B11, B12, B21, B22 der entsprechenden Kupplungseinheit C1, C3, C4 oder Bremseinheit B1, B2 vorgesehen sind. Die formschlüssig ausgebildeten Kupplungseinheiten C1, C3, C4 und die formschlüssig ausgebildeten Bremseinheiten B1, B2 können grundsätzlich jeweils eine nicht näher dargestellte Synchronisierung aufweisen, sind vorzugsweise jedoch rein formschlüssig schaltend ausgebildet.
Die reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit C2 ist in Form einer Lamellenkupplung ausgebildet. Sie weist ein nicht näher dargestelltes Lamellenpaket auf, das zur Herstellung der drehfesten, reibschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Kopplungselementen C21, C22 der Kupplungseinheit C2 vorgesehen ist. Die Bremseinheit B1 und die Kupplungseinheit C4 sind, sofern sie reibschlüssig ausgebildet sind, analog ausgeführt.
Die Bremseinheit B1 ist auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 zugewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1 angeordnet. Die Bremseinheit B2 ist in Höhe der ersten Planetenradstufe P1 angeordnet. Das erste EM-Anbindungselement 13 ist in axialer Richtung zwischen den beiden Bremseinheiten B1, B2 angeordnet. Die Kupplungseinheiten C2, C3 sind zwischen der ersten Planetenradstufe P1 und der zweiten Planetenradstufe P2 angeordnet. Die Kupplungseinheiten C3, C4 sind radial ineinander geschachtelt, wobei vorzugsweise die Kupplungseinheit C3 radial weiter innen liegt als die Kupplungseinheit C4. Die Kupplungseinheit C1 ist axial zwischen der zweiten Planetenradstufe P2 und der dritten Planetenradstufe P3 angeordnet. Die Kupplungseinheit C4 ist axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1 und der dritten Planetenradstufe P3 angeordnet. Da die Kupplungseinheit C4 radial außen angeordnet ist, kann eine axiale Position der Kupplungseinheit C4 entlang der Hauptrotationsachse variiert werden.
Die Kupplungseinheiten C3, C4 und die Bremseinheiten B1, B2 sind außenliegend ausgeführt, d. h. eine Betätigungsmittelversorgung der Kupplungseinheiten C3, C4 und der Bremseinheiten B1, B2 ist ohne ein Durchführen eines Betätigungsmittels durch ein drehbar gelagertes Getriebeelement realisierbar. Die Kupplungseinheiten C1, C2 sind innenliegend ausgeführt, d. h. die Betätigungsmittelversorgung der Kupplungseinheiten C1, C2 ist durch ein Durchführen des Betätigungsmittels durch ein drehbar gelagertes Getriebeelement erforderlich. Die Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und die Bremseinheiten B1, B2 sind hydraulisch betätigt.
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1, P2, P3 untereinander und mit den Kopplungselementen B11–C42 umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 15, 16, 17, 18, 19, 20. Die Getriebewellen 16, 17, 18, 19, 20, die als Zwischenwellen ausgeführt sind, sind zur Übertragung eines Leistungsflusses innerhalb des durch die Planetenradstufen P1, P2, P3 ausgebildeten Zahnradsatzes vorgesehen. Jede der Getriebewellen 16, 17, 18, 19, 20 verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11, P21, P31, Planetenradträger P12, P22, P32, Hohlräder P13, P23, P33 und/oder Kopplungselemente B11–C42 permanent drehfest miteinander.
Die erste Getriebewelle 15 ist als eine Getriebeeingangswelle ausgeführt. Das BKM-Anbindungselement 10, das zur permanent drehfesten Verbindung mit der Brennkraftmaschine BKM1 vorgesehen ist, ist permanent drehfest mit der Getriebewelle 15 verbunden. Die Getriebewelle 15 verbindet das BKM-Anbindungselement 10, das dritte Sonnenrad P31 und das erste Kopplungselement C11 der ersten Kupplungseinheit C1 permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 15 durchsetzt die erste Planetenradstufe P1 und die zweite Planetenradstufe P2. Zur Anbindung des Kopplungselements C11 ist die Getriebewelle 15 axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1 und der zweiten Planetenradstufe P2 radial nach außen geführt.
Die zweite Getriebewelle 16 verbindet das zweite Sonnenrad P21, das erste Kopplungselement C31 der dritten Kupplungseinheit C3, das erste Kopplungselement B11 der ersten Bremseinheit B1 und das erste EM-Anbindungselement 13 permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 16 begrenzt den Zahnradsatz auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 zugewandten Seite. Zur Anbindung des ersten EM-Anbindungselements 13 ist die Getriebewelle 16 axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1 und der ersten Bremseinheit B1 radial nach außen geführt.
Die dritte Getriebewelle 17 verbindet das erste Hohlrad P13, das erste Kopplungselement B21 der zweiten Bremseinheit B1 und das erste Kopplungselement C41 der vierten Kupplungseinheit C4. Die Getriebewelle 17 umgibt den Zahnradsatz radial außen auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 zugewandten Seite.
Die vierte Getriebewelle 18 verbindet das zweite Kopplungselement C42 der vierten Kupplungseinheit C4, das zweite EM-Anbindungselement 14 und das dritte Hohlrad P33 permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 18 umgibt den Zahnradsatz radial außen auf einer dem BKM-Anbindungselement 10 abgewandten Seite.
Die fünfte Getriebewelle 19 verbindet das zweite Kopplungselement C22 der zweiten Kupplungseinheit C2, das zweite Hohlrad P23 und den dritten Planetenradträger P32 permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 19 ist innerhalb der Getriebewellen 17, 18 geführt. Zur Anbindung des dritten Planetenradträgers P32 ist die Getriebewelle 19 Axial zwischen der zweiten Planetenradstufe P2 und der dritten Planetenradstufe P3 radial nach innen geführt.
Die sechste Getriebewelle 20 verbindet das erste Sonnenrad P11, das erste Kopplungselement C21 der zweiten Kupplungseinheit C2 und das zweite Kopplungselement C32 der dritte Kupplungseinheit C3 permanent drehfest miteinander. Zur Anbindung des Kopplungselements C21 ist die Getriebewelle 20 axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1 und der zweiten Planetenradstufe P2 radial nach außen geführt.
Das zweite Kopplungselement C12 der ersten Kupplungseinheit C1 ist direkt permanent drehfest mit dem zweiten Planetenradträger P22 verbunden. Das Getriebeausgangselement 11 ist direkt permanent drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12 verbunden.
In 2 ist dargestellt, wie durch Schließen welcher der einzelnen Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und Bremseinheiten B1, B2 die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V0, V1, V1/2, V2, V3, V4, V5, der verbrennungsmotorische Rückwärtsgetriebegang R1, der elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E1 und die EVT-Fahrbereiche EVT1, EVT2, EVT3, E-EVT1 geschaltet werden können. Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1–V5, V1/2 und der verbrennungsmotorische Rückwärtsgetriebegang R1 werden durch Schließen von jeweils vier der insgesamt sechs Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 und Bremseinheiten B1, B2 geschaltet. In dem verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegang V0 sind die Bremseinheit B2 und die Kupplungseinheiten C2, C4 geschlossen, wobei zusätzlich eine der weiteren Kupplungseinheiten C1, C3 oder die Bremseinheit B1 geschlossen werden kann. Der elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E1 wird durch Schließen der Kupplungseinheit C3 und der Bremseinheit B2 geschaltet. Um eine Schaltflexibilität zu erhöhen, kann in dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1 grundsätzlich eine weitere der Kupplungseinheiten C1, C2, C4 geschlossen werden. Die EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3 werden jeweils durch Schließen drei der Bremseinheiten B1, B2 und Kupplungseinheiten C1, C2, C3, C4 geschaltet. Der EVT-Fahrbereich E-EVT1 wird durch Schließen der Kupplungseinheiten C3, C4 geschaltet.
In den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V0, V1–V5, V1/2, dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1 und den EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 hängen Drehzahlen und Leistungsflüsse von einem aktuell vorliegenden Betriebspunkt ab. In den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V0, V1–V5, V1/2 sind die Elektromotoren EM1, EM2 für eine Boost-Funktion und eine Rekuperation vorgesehen. Weiter ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V0, V1–V5, V1/2 eine rein verbrennungsmotorische Fahrt möglich. In dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1 ist insbesondere der erste Elektromotor EM1 als Antriebsmotor vorgesehen. In dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1 ist zudem ein Start der Brennkraftmaschine BKM1 möglich. Der Start der Brennkraftmaschine BKM1 kann insbesondere rückwirkungsfrei erfolgen, indem lediglich ein Teil der von dem oder den Elektromotoren EM1, EM2 abgegebenen Leistung an die Brennkraftmaschine BKM1 geleitet wird.
In den EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 stellen sich Drehzahlen und Leistungsflüsse insbesondere in Abhängigkeit von einer Leistung ein, die von den Elektromotoren EM1, EM2 abgegeben oder aufgenommen wird. In den leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 ist ein Drehzahlverhältnis zwischen dem BKM-Anbindungselement 10 und dem Getriebeausgangselement 11 mittels der Elektromotoren EM1, EM2 zumindest in Teilbereichen stufenlos verstellbar. Dazu wird in den EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 vorzugsweise jeweils einer der Elektromotoren EM1, EM2 als Generator betrieben, während der andere Elektromotor EM1, EM2 eine Antriebsleistung bereitstellt. In den EVT-Fahrbereichen EVT1–EVT3, E-EVT1 wird je nach Betriebszustand eine elektrische Leistung aus einer Batterie entnommen oder es wird der Batterie elektrische Leistung zugeführt. Insbesondere die EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 ermöglichen zudem zumindest teilweise ein Anfahren aus einem Fahrzeugstillstand bei laufender Brennkraftmaschine BKM1, d. h. bei geeigneter Drehzahl der EM-Anbindungselemente 13, 14 weist das BKM-Anbindungselement 10 eine Drehzahl ungleich Null auf, während gleichzeitig das Getriebeausgangselement 11 eine Drehzahl von Null aufweist. Durch eine Veränderung von Drehzahlen an den EM-Anbindungselementen 13, 14 kann dann die Drehzahl des Getriebeausgangselements 11 verändert werden. Zudem sind die EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 zumindest teilweise für eine leistungsneutrale Fahrt vorgesehen, d. h. einer der Elektromotoren EM1, EM2 läuft in einem Generatorbetrieb und stellt dabei eine Leistung, die von dem anderen der Elektromotoren EM1, EM2 aufgenommen wird, vollständig bereit. Mittels zumindest eines Teils der EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 ist zudem ein Rückwärtsgetriebegang darstellbar. Die EVT-Fahrbereiche EVT1–EVT3, E-EVT1 sind dabei zumindest zum Teil insbesondere ohne Drehzahlsprünge und/oder Leistungssprünge schaltbar, was sich positiv auf einen Schaltkomfort auswirkt.
Bezugszeichenliste

10: BKM-Anbindungselement
11: Getriebeausgangselement
12: Getriebegehäuse
13: EM-Anbindungselement
14: EM-Anbindungselement
15: Getriebewelle
16: Getriebewelle
17: Getriebewelle
18: Getriebewelle
19: Getriebewelle
20: Getriebewelle
P1: Planetenradstufe
P11: Sonnenrad
P12: Planetenradträger
P13: Hohlrad
P14: Planetenrad
P2: Planetenradstufe
P21: Sonnenrad
P22: Planetenradträger
P23: Hohlrad
P24: Planetenrad
P3: Planetenradstufe
P31: Sonnenrad
P32: Planetenradträger
P33: Hohlrad
P34: Planetenrad
C1: Kupplungseinheit
C11: Kopplungselement
C12: Kopplungselement
C2: Kupplungseinheit
C21: Kopplungselement
C22: Kopplungselement
C3: Kupplungseinheit
C31: Kopplungselement
C32: Kopplungselement
C4: Kupplungseinheit
C41: Kopplungselement
C42: Kopplungselement
B1: Bremseinheit
B11: Kopplungselement
B12: Kopplungselement
B2: Bremseinheit
B21: Kopplungselement
B22: Kopplungselement
BKM1: Brennkraftmaschine
EM1: Elektromotor
EM2: Elektromotor
E1: Vorwärtsgetriebegang
V0, V1–V5: Vorwärtsgetriebegang
V1/2: Vorwärtsgetriebegang
R1: Rückwärtsgetriebegang
EVT1–EVT3: EVT-Fahrbereich
E-EVT1: elektromotorischer EVT-Fahrbereich

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

WO 2009/077097 A1 [0002]

Claims

Hybrid-Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest fünf verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen (V1–V5), zumindest einem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang (E1), zumindest drei leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen (EVT1–EVT5) und einem elektromotorischen EVT-Fahrbereich (E-EVT1) vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement (10) zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine (BKM1), mit einem Getriebeausgangselement (11) zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement (13) zur Anbindung eines ersten Elektromotors (EM1), mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement (14) zur Anbindung eines zweiten Elektromotors (EM2), mit zumindest drei Planetenradstufen (P1, P2, P3), die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest vier Kupplungseinheiten (C1, C2, C3, C4), die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente (C11–C42) aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten (B1, B2), die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement (B11, B21) und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement (B12, B22) aufweisen.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Sonnenrad (P31), das permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C11) und dem BKM-Anbindungselement (10) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Planetenradträger (P22), der permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C12) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dritten Planetenradträger (P32) und ein zweites Hohlrad (P23), die permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C22) verbunden sind.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Sonnenrad (P11), das permanent drehfest mit zwei der Kopplungselemente (C21, C32) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Sonnenrad (P21), das permanent drehfest mit dem ersten EM-Anbindungselement (13) und zwei der Kopplungselemente (C31, B11) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein drittes Hohlrad (P33), das permanent drehfest mit dem zweiten EM-Anbindungselement (14) und einem der Kopplungselemente (C42) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Hohlrad (P13), das permanent drehfest mit zwei der Kopplungselemente (C41, B21) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Planetenradträger (P12), der permanent drehfest mit dem Getriebeausgangselement (11) verbunden ist.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C1) dazu vorgesehen ist, das permanent drehfest mit dem dritten Sonnenrad (P31) verbundene Kopplungselement (C11) und das permanent drehfest mit dem zweiten Planetenradträger (P22) verbundene Kopplungselement (C12) drehfest miteinander zu verbinden.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C2) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem ersten Sonnenrad (P11) verbundenen Kopplungselemente (C21) und das permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad (P23) verbundene Kopplungselement (C22) drehfest miteinander zu verbinden.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C3) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (P21) verbundenen Kopplungselemente (C31) und eines der permanent drehfest mit dem ersten Sonnenrad (P11) verbundenen Kopplungselemente (C32) drehfest miteinander zu verbinden.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C4) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad (P13) verbundenen Kopplungselemente (C41) und das permanent drehfest mit dem dritten Hohlrad (P33) verbundene Kopplungselement (C42) drehfest miteinander zu verbinden.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bremseinheiten (B1) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (P21) verbundenen Kopplungselemente (B11) und eines der gehäusefest angeordneten Kopplungselemente (B12) drehfest miteinander zu verbinden.
Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bremseinheiten (B2) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad (P13) verbundenen Kopplungselemente (B21) und eines der gehäusefest angeordneten Kopplungselemente (B22) drehfest miteinander zu verbinden.