DE102014010370A1

DE102014010370A1 - Automotive power train assembly

Info

Publication number: DE102014010370A1
Application number: DE102014010370.6A
Authority: DE
Inventors: Jochen Häfner; Thomas Stolk; Alexander von Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-07-12
Filing date: 2014-07-12
Publication date: 2016-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Verbrennungsmotor (10a; 10b), der eine Kurbelwelle (11a; 11b) aufweist, mit einem in den Verbrennungsmotor (10a; 10b) zumindest teilweise integrierten Getriebe (12a; 12b), das eine Getriebeausgangswelle (13a; 13b) sowie zumindest zwei jeweils zur Verbindung der Kurbelwelle (11a; 11b) mit der Getriebeausgangswelle (13a; 13b) vorgesehene Gangstufen (14a, 15a; 14b, 15b) aufweist, die zur Bereitstellung von zumindest zwei schaltbaren Getriebegängen vorgesehen sind, und mit einem an die Getriebeausgangswelle (13a; 13b) anschließenden Differentialgetriebe (16a; 16b) zur Anbindung von zumindest einer Antriebsachse (17a; 17b), wobei die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zumindest ein zwischen der Getriebeausgangswelle (13a; 13b) und dem Differentialgetriebe (16a; 16b) angeordnetes Dreiwellengetriebe (18a; 18b) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Übersetzungsstufe für eine Getriebeausgangsdrehzahl bereitzustellen. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor (10a; 10b) für eine solche Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung.The invention relates to a motor vehicle driveline device comprising at least one internal combustion engine (10a, 10b) having a crankshaft (11a, 11b) with a transmission (12a, 12b) at least partially integrated with the internal combustion engine (10a; 10b) and having a transmission output shaft (13a 13b) and at least two each for connecting the crankshaft (11a, 11b) to the transmission output shaft (13a, 13b) provided gear stages (14a, 15a, 14b, 15b), which are provided to provide at least two switchable transmission gears, and with a differential gear (16a; 16b) adjoining the transmission output shaft (13a; 13b) for connecting at least one drive axle (17a; 17b), the motor vehicle drive train device at least one arranged between the transmission output shaft (13a; 13b) and the differential gear (16a; 16b) Has three-shaft gear (18a, 18b), which is intended to at least one translation stage for a Getriebeausga to provide ngsdrehzahl. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine (10a, 10b) for such a motor vehicle driveline device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung und einen Verbrennungsmotor für die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung.The invention relates to a motor vehicle powertrain device and an internal combustion engine for the automotive powertrain device.

Aus der DE 10 2012 004 599 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle aufweist, mit einem in den Verbrennungsmotor integrierten Getriebe, das eine Getriebeausgangswelle sowie mehrere jeweils zur Verbindung der Kurbelwelle mit der Getriebeausgangswelle vorgesehene Gangstufen aufweist, die zur Bereitstellung von mehreren schaltbaren Getriebegängen vorgesehen sind, und mit einem an die Getriebeausgangswelle anschließenden Differentialgetriebe zur Anbindung von einer Antriebsachse bekannt.From the DE 10 2012 004 599 A1 is already an automotive powertrain device with an internal combustion engine having a crankshaft, with a built-in internal combustion engine transmission having a transmission output shaft and a plurality of provided respectively for connecting the crankshaft with the transmission output gear ratios, which are provided to provide a plurality of switchable transmission gears, and with one of the transmission output shaft subsequent differential gear for connection of a drive axle known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of improving the motor vehicle drive train device. This object is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1 and an embodiment according to the invention according to claim 10. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle aufweist, mit einem in den Verbrennungsmotor zumindest teilweise integrierten Getriebe, das eine Getriebeausgangswelle sowie zumindest zwei jeweils zur Verbindung der Kurbelwelle mit der Getriebeausgangswelle vorgesehene Gangstufen aufweist, die zur Bereitstellung von zumindest zwei schaltbaren Getriebegängen vorgesehen sind, und mit einem an die Getriebeausgangswelle anschließenden Differentialgetriebe zur Anbindung von zumindest einer Antriebsachse.The invention is based on a motor vehicle drive train device with at least one internal combustion engine having a crankshaft, with a transmission at least partially integrated into the internal combustion engine, which has a transmission output shaft and at least two each provided for connecting the crankshaft to the transmission output shaft ratios, which provide at least two switchable transmission gears are provided, and with a subsequent to the transmission output shaft differential gear for connection of at least one drive axle.

Es wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung zumindest ein zwischen der Getriebeausgangswelle und dem Differentialgetriebe angeordnetes Dreiwellengetriebe aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Übersetzungsstufe für eine Getriebeausgangsdrehzahl bereitzustellen. Dadurch kann die Getriebeausgangsdrehzahl für die Antriebsachse im Kraftfluss zwischen der Getriebeausgangswelle und dem Differential optimal angepasst werden, wodurch auf eine Anpassung der Getriebeausgangsdrehzahl über eine Getriebestufe im Differential verzichtet oder die Anpassung der Getriebeausgangsdrehzahl durch eine Kombination über das Dreiwellengetriebe und das Differential realisiert werden kann. Damit kann die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung besonders flexibel und kostengünstig angepasst werden. Durch eine Absenkung der Getriebeausgangsdrehzahl durch das Dreiwellengetriebe kann eine Belastung einer zwischen dem Dreiwellengetriebe und dem Differential angeordneten Anfahrkupplung verringert werden, wodurch die Anfahrkupplung für geringe Drehzahlen, geringe Drehmomente, ein geringes Schleppmoment und/oder eine hohe Lebensdauer ausgelegt werden kann. Damit kann die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung besonders flexibel, besonders kostengünstig, besonders langlebig und/oder besonders kraftstoffsparend ausgebildet werden. Die aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung damit insbesondere hinsichtlich einer Flexibilität, Kosten, eines Kraftstoffverbrauchs und/oder einer Lebensdauer verbessert werden. Unter einem „in dem Verbrennungsmotor integrierten Getriebe” soll insbesondere ein Getriebe verstanden werden, dessen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle zumindest teilweise und besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen innerhalb eines Kurbelwellengehäuses des Verbrennungsmotors angeordnet sind. Da die Gangstufen dazu vorgesehen sind, die Kurbelwelle mit der Getriebeausgangswelle zu verbinden, ist ein Drehmoment durch die Kurbelwelle in das Getriebe einleitbar und die Kurbelwelle bildet damit vorzugsweise eine Getriebeeingangswelle des Getriebes aus. Unter einer „Gangstufe” soll insbesondere eine Zahnradebene verstanden werden, die zumindest zwei miteinander kämmende Zahnräder aufweist, wobei eines der Zahnräder drehfest mit der Kurbelwelle verbunden oder verbindbar ist und das andere Zahnrad oder eines der anderen Zahnräder drehfest mit der Getriebeausgangswelle verbunden oder verbindbar ist. Unter einem „an die Getriebeausgangswelle anschließenden Differentialgetriebe” soll insbesondere ein Differentialgetriebe verstanden werden, das in einem von dem Verbrennungsmotor ausgehenden Kraftfluss hinter der Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Das Dreiwellengetriebe verbindet vorzugsweise die Getriebeausgangswelle und das Differentialgetriebe miteinander, wodurch ein Drehmoment zwischen der Getriebeausgangswelle und dem Differentialgetriebe übertragbar ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgebildet, programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the motor vehicle driveline device has at least one three-shaft transmission arranged between the transmission output shaft and the differential gear, which is provided to provide at least one transmission stage for a transmission output rotational speed. Thereby, the transmission output speed for the drive axle in the power flow between the transmission output shaft and the differential can be optimally adjusted, thereby dispense with adjusting the transmission output speed via a gear in the differential or the adjustment of the transmission output speed can be realized by a combination of the three-shaft transmission and the differential. In this way, the motor vehicle drive train device can be adapted in a particularly flexible and cost-effective manner. By lowering the transmission output speed through the three-shaft gear, a load of a arranged between the three-shaft gear and the differential starting clutch can be reduced, whereby the starting clutch for low speeds, low torques, a low drag torque and / or a long life can be designed. Thus, the motor vehicle drive train device can be designed to be particularly flexible, particularly inexpensive, particularly durable and / or particularly fuel-efficient. The motor vehicle drive train device known from the prior art can thus be improved by the embodiment according to the invention, in particular with regard to flexibility, costs, fuel consumption and / or a service life. A "transmission integrated in the internal combustion engine" should be understood in particular to mean a transmission whose transmission input shaft and transmission output shaft are arranged at least partially and particularly preferably at least substantially within a crankshaft housing of the internal combustion engine. Since the gear ratios are provided to connect the crankshaft to the transmission output shaft, a torque can be introduced through the crankshaft into the transmission and the crankshaft thus preferably forms a transmission input shaft of the transmission. A "gear stage" is to be understood in particular a gear level having at least two meshing gears, one of the gears rotatably connected to the crankshaft or connectable and the other gear or one of the other gears rotatably connected to the transmission output shaft or connectable. A "differential gear following the transmission output shaft" should be understood in particular to mean a differential gear which is arranged behind the transmission output shaft in a force flow emanating from the internal combustion engine. The three-shaft transmission preferably connects the transmission output shaft and the differential gear to each other, whereby a torque between the transmission output shaft and the differential gear is transferable. By "provided" is to be understood in particular specially designed, programmed, designed, equipped and / or arranged.

Um die Kosten weiter zu senken wird des Weiteren vorgeschlagen, dass das Dreiwellengetriebe ein Stellelement aufweist, das mit einem variablen Brems- und/oder Antriebsmoment beaufschlagbar ist. Dadurch kann das Dreiwellengetriebe zum Anfahren eines die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs genutzt werden, wodurch auf die teure Anfahrkupplung gänzlich verzichtet werden kann. Beim Verzicht auf die Anfahrkupplung müssen beim Anfahren keine rotierenden Kupplungshälften miteinander verbunden werden. Es können dadurch verschleißanfällige Reibelemente und das Schleppmoment weiter reduziert werden. Das Stellelement und eine das Brems- und/oder Antriebsmoment bereitstellende Einheit bilden vorzugsweise ein Anfahrelement, das in dem von dem Verbrennungsmotor ausgehenden Kraftfluss vorteilhaft hinter der Getriebeausgangswelle wirkt. Da das Anfahrelement in dem von dem Verbrennungsmotor ausgehenden Kraftfluss nach der Getriebeausgangswelle angeordnet ist, kann auf eine Synchronisierung von relativ zueinander rotierenden Teilen des Anfahrelements bei einem Gangwechsel verzichtet werden. Dadurch kann eine Erfordernis eines möglichst geringen Massenträgheitsmoments aufgehoben oder zumindest gelockert werden, wodurch das Anfahrelement besonders solide ausgebildet und mit einer großen thermischen Speicherkapazität ausgestattet werden kann. Ein solches Anfahrelement erreicht im Betrieb nur geringe Temperaturen, wodurch das Anfahrelement besonders langlebig ausgebildet werden kann. Ferner kann realisiert werden, dass in einem Crashfall besonders wenig Energie absorbiert werden muss, da das Anfahrelement mit besonders geringen Drehzahlen rotiert und im Betrieb damit besonders wenig kinetische Energie speichert. Durch das Dreiwellengetriebe mit dem Stellelement kann des Weiteren eine Hybridoption bereitgestellt werden, durch die die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung konstruktiv und funktional besonders einfach als eine Kraftfahrzeughybridantriebsstrangvorrichtung ausgeführt werden kann. Es kann konstruktiv und funktional besonders einfach ein Elektromotor in die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung integriert werden, wodurch ein Hybridkraftfahrzeug besonders einfach bereitgestellt werden kann.In order to further reduce costs, it is further proposed that the three-shaft transmission has an actuating element which can be acted upon by a variable braking and / or drive torque. As a result, the three-shaft transmission can be used to start a motor vehicle having the motor vehicle drive train device, whereby the expensive starting clutch can be dispensed with altogether. When dispensing with the starting clutch, no rotating coupling halves must be connected to each other when starting. It can be susceptible to wear Friction elements and the drag torque can be further reduced. The control element and a unit providing the braking and / or drive torque preferably form a starting element, which advantageously acts behind the transmission output shaft in the power flow emanating from the internal combustion engine. Since the starting element is arranged in the outgoing from the engine power flow to the transmission output shaft, can be dispensed with a synchronization of relatively rotating parts of the starting element in a gear change. As a result, a requirement for the lowest possible moment of inertia can be eliminated or at least relaxed, as a result of which the starting element can be made particularly solid and can be equipped with a large thermal storage capacity. Such a starting element reaches only low temperatures during operation, whereby the starting element can be made particularly durable. Furthermore, it can be realized that particularly little energy has to be absorbed in the event of a crash, since the starting element rotates at particularly low rotational speeds and thus stores very little kinetic energy during operation. Further, a hybrid option can be provided by the three-shaft transmission with the actuator, by which the motor vehicle driveline device can be designed structurally and functionally particularly simply as a motor vehicle hybrid powertrain device. It can be structurally and functionally particularly easy to integrate an electric motor into the motor vehicle driveline device, whereby a hybrid motor vehicle can be provided in a particularly simple manner.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Bremseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zum Anfahren mit einem verstellbaren Bremsmoment auf das Stellelement einzuwirken, wodurch ein besonders kostengünstiges Anfahrelement realisiert werden kann. Vorzugsweise wird die Bremseinheit als die das Bremsmoment bereitstellende Einheit genutzt, wodurch das Stellelement und die Bremseinheit das Anfahrelement bilden. Dabei bilden das Stellelement und zumindest ein Bremselement der Bremseinheit, wie beispielsweise eine Bremsscheibe oder eine Bremszange, die relativ zueinander rotierenden Teile des Anfahrelements.It is also proposed that the motor vehicle drive train device has a brake unit which is provided to act on the actuating element for starting with an adjustable braking torque, whereby a particularly cost-effective starting element can be realized. Preferably, the brake unit is used as the braking torque providing unit, whereby the actuating element and the brake unit form the starting element. In this case, the actuating element and at least one brake element of the brake unit, such as a brake disc or a brake caliper, form the relatively rotating parts of the starting element.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Antriebseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest mit einem verstellbaren Antriebsmoment auf das Stellelement einzuwirken, wodurch kostengünstig ein Hybridkraftfahrzeug bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise wird die Antriebseinheit als die das Brems- und Antriebsmoment bereitstellende Einheit genutzt, wodurch das Stellelement und die Antriebseinheit das Anfahrelement bilden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinheit als ein Elektromotor ausgebildet ist, wodurch eine rein verbrennungsmotorische Fahrt, eine rein elektrische Fahrt, eine Rekuperation und diverse Mischzustände realisiert werden können.In particular, it is advantageous if the motor vehicle drive train device has a drive unit which is provided to act on the actuating element at least with an adjustable drive torque, whereby a hybrid motor vehicle can be provided at low cost. Preferably, the drive unit is used as the unit providing the braking and drive torque, whereby the actuating element and the drive unit form the starting element. It is particularly advantageous if the drive unit is designed as an electric motor, as a result of which a purely combustion engine-driven drive, a purely electric drive, a recuperation and various mixing states can be realized.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Dreiwellengetriebe als ein Planetenradgetriebe ausgebildet ist, wodurch die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung besonders kompakt ausgeführt werden kann.Further, it is advantageous if the three-shaft transmission is designed as a planetary gear, whereby the motor vehicle drive train device can be made particularly compact.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Dreiwellengetriebe ein Sonnenrad, das mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist, ein Hohlrad, das mit dem Differentialgetriebe verbunden ist, und einen Planetenradträger als Stellelement aufweist, wodurch das Dreiwellengetriebe besonders vorteilhaft zwischen dem Getriebe und dem Differentialgetriebe integriert werden kann.Further, it is advantageous if the three-shaft gear has a sun gear, which is connected to the transmission output shaft, a ring gear, which is connected to the differential gear, and a planet carrier as an adjusting element, whereby the three-shaft gear can be particularly advantageously integrated between the transmission and the differential gear.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeausgangswelle hohl ausgebildet ist, wodurch der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe besonders einfach in Quereinbauweise in dem Kraftfahrzeug montiert werden kann. Da der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe eine besonders geringe, zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Kurbelwelle orientierte Erstreckung aufweist, kann der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe mittig platziert werden, wodurch eine vorteilhafte Gewichtsverteilung realisiert werden kann. Ferner können seitliche Längsträger, zwischen denen der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe angeordnet ist, in einem geringen, in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Abstand zueinander angeordnet werden, wodurch ein Unfallverhalten des Kraftfahrzeugs verbessert und ein Gewicht des Kraftfahrzeugs reduziert werden kann. Des Weiteren kann ein großer Lenkeinschlag von Lenkrädern des Kraftfahrzeugs und damit ein geringer Wendekreis realisiert werden, auch dann wenn der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe in Quereinbauweise zwischen den Lenkrädern angeordnet ist. In der Quereinbauweise ist die zumindest im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Kurbelwelle orientierte Erstreckung des Verbrennungsmotors mit dem integrierten Getriebe vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs orientiert. Vorzugsweise ist der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe in Frontquereinbauweise in dem Kraftfahrzeug montiert. Dabei sind die Lenkräder vorzugsweise als Vorderräder des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Verbrennungsmotor in Längseinbauweise in dem Kraftfahrzeug montiert ist.In a further embodiment of the invention it is proposed that the transmission output shaft is hollow, whereby the internal combustion engine with the integrated transmission can be particularly easily mounted in transverse mounting in the motor vehicle. Since the internal combustion engine with the integrated transmission has a particularly small extent oriented at least substantially parallel to a rotation axis of the crankshaft, the internal combustion engine can be placed centrally with the integrated transmission, as a result of which an advantageous weight distribution can be realized. Furthermore, lateral side members, between which the internal combustion engine with the integrated transmission is arranged, can be arranged in a small distance extending in the vehicle transverse direction, whereby an accident behavior of the motor vehicle can be improved and a weight of the motor vehicle can be reduced. Furthermore, a large steering angle of steering wheels of the motor vehicle and thus a small turning circle can be realized, even if the internal combustion engine is arranged with the integrated transmission in transverse installation between the steering wheels. In transverse mounting, the extension of the internal combustion engine oriented at least essentially parallel to the axis of rotation of the crankshaft is preferably oriented with the integrated transmission at least substantially parallel to the vehicle transverse direction of the motor vehicle. Preferably, the internal combustion engine is mounted with the integrated transmission in Frontquereinbauweise in the motor vehicle. The steering wheels are preferably designed as front wheels of the motor vehicle. In principle, it is conceivable that the internal combustion engine is mounted in longitudinal installation manner in the motor vehicle.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine erste Gelenkwelle zum Antrieb eines Antriebsrads der Antriebsachse, eine zweite Gelenkwelle zum Antrieb eines weiteren Antriebsrads der Antriebsachse und eine axial durch die Getriebeausgangswelle hindurch geführte Zwischenwelle, die eine der Gelenkwellen mit dem Differentialgetriebe verbindet, aufweist. Dadurch kann der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe besonders kompakt ausgebildet werden, wodurch der Verbrennungsmotor mit dem integrierten Getriebe in Frontquereinbauweise vorteilhaft zum Antrieb der Lenkräder genutzt werden kann.Furthermore, it is proposed that the motor vehicle drive train device has a first A propeller shaft for driving a drive wheel of the drive axle, a second propeller shaft for driving a further drive wheel of the drive axle and an axially guided through the transmission output shaft intermediate shaft, which connects one of the propeller shafts with the differential gear having. As a result, the internal combustion engine with the integrated transmission can be designed to be particularly compact, so that the internal combustion engine with the integrated transmission in front transverse installation can advantageously be used to drive the steering wheels.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest zum Anfahren das auf das Stellelement einwirkende Brems- und/oder Antriebsmoment einzustellen, wodurch ein automatisches oder ein automatisiertes Anfahren realisiert werden kann. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.It is also proposed that the motor vehicle drive train device has a control and / or regulating unit which is provided to set at least for starting the braking and / or drive torque acting on the adjusting element, whereby an automatic or an automated starting can be realized. A "control and / or regulating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system.

Weiter wird ein Verbrennungsmotor für eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, insbesondere für eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, vorgeschlagen, mit einer Kurbelwelle und mit einem zumindest teilweise integrierten Getriebe, das eine Getriebeausgangswelle sowie zumindest zwei jeweils zur Verbindung der Kurbelwelle mit der Getriebeausgangswelle vorgesehene Gangstufen aufweist, die zur Bereitstellung von zumindest zwei schaltbaren Getriebegängen vorgesehen sind, wobei der Verbrennungsmotor zumindest ein an die Getriebeausgangswelle angebundenes Dreiwellengetriebe aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Übersetzungsstufe für eine Getriebeausgangsdrehzahl bereitzustellen. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Verbrennungsmotor bereitgestellt werden, wodurch die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung verbessert werden kann. Vorzugsweise weist das Dreiwellengetriebe zumindest ein Verbindungselement zur Verbindung mit einem Differentialgetriebe auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Dreiwellengetriebe separat zum Verbrennungsmotor ausgebildet ist, wobei die Getriebeausgangswelle zumindest ein Verbindungselement zur Verbindung mit dem Dreiwellengetriebe aufweist. Das Dreiwellengetriebe weist vorteilhaft ein Stellelement auf, das mit einem variablen Brems- und/oder Antriebsmoment beaufschlagbar ist, wobei eine das Brems- und/oder Antriebsmoment bereitstellende Einheit in dem Verbrennungsmotor integriert oder separat zu diesem ausgebildet werden kann.Further, an internal combustion engine for a motor vehicle drive train device, in particular for a motor vehicle powertrain device according to the invention, proposed with a crankshaft and with an at least partially integrated transmission, which has a transmission output shaft and at least two each provided for connecting the crankshaft with the transmission output gear ratios, at least to provide two switchable transmission gears are provided, wherein the internal combustion engine has at least one connected to the transmission output shaft three-shaft transmission, which is intended to provide at least one transmission stage for a transmission output speed. Thereby, a particularly advantageous internal combustion engine can be provided, whereby the motor vehicle driveline device can be improved. Preferably, the three-shaft transmission has at least one connecting element for connection to a differential gear. In principle, it is also conceivable that the three-shaft gear is formed separately from the engine, wherein the transmission output shaft has at least one connecting element for connection to the three-shaft gear. The three-shaft transmission advantageously has an actuating element which can be acted upon by a variable braking and / or drive torque, wherein a unit providing the braking and / or drive torque can be integrated in the internal combustion engine or formed separately therefrom.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele 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.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, two embodiments of the invention are shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung schematisiert dargestellt und 1 a motor vehicle drive train device shown schematically and

2 eine Kraftfahrzeughybridantriebsstrangvorrichtung schematisiert dargestellt. 2 a motor vehicle hybrid powertrain device shown schematically.

1 zeigt schematisiert eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Zur Bereitstellung eines Fahrzeugantriebsmoments weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung einen Verbrennungsmotor 10a mit einer Kurbelwelle 11a auf. Der Verbrennungsmotor 10a weist ferner ein nicht dargestelltes Kurbelwellengehäuse auf, in dem die Kurbelwelle 11a um eine Rotationsachse 32a drehbar gelagert ist. Zur Bereitstellung von mehreren schaltbaren Getriebegängen weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Getriebe 12a auf, die in den Verbrennungsmotor 10a integriert ist. 1 schematically shows a motor vehicle drive train device of a motor vehicle, not shown. To provide a vehicle drive torque, the automotive powertrain device includes an internal combustion engine 10a with a crankshaft 11a on. The internal combustion engine 10a also has an unillustrated crankshaft housing in which the crankshaft 11a around a rotation axis 32a is rotatably mounted. To provide multiple switchable gears, the automotive powertrain device includes a transmission 12a on that in the internal combustion engine 10a is integrated.

Der Verbrennungsmotor 10a ist als ein Hubkolbenmotor ausgebildet. Der Verbrennungsmotor 10a weist mehrere Kolben 30a auf, die zum Antrieb der Kurbelwelle 11a um ihre Rotationsachse 32a an die Kurbelwelle 11a angebunden sind. Dazu weist der Verbrennungsmotor 10a für jeden Kolben 30a einen Pleuel 31a auf, der jeweils einen Kolben 30a mit der Kurbelwelle 11a gelenkig verbindet. Zur Aufnahme der Kolben 30a weist der Verbrennungsmotor 10a mehrere Zylinder 37a auf, in denen jeweils eines der Kolben 30a translatorisch aufgenommen ist. Die Zylinder 37a und damit die Kolben 30a sind entlang der Rotationsachse 32a nebeneinander angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor 10a als ein Vier-Zylinder-Motor ausgebildet. Grundsätzlich kann der Verbrennungsmotor 10a aber auch eine andere Anzahl an Zylindern 37a aufweisen. In der 1 ist der Übersicht halber lediglich einer der Zylinder 37a und damit lediglich einer der Kolben 30a sowie lediglich der dem Kolben 30a zugeordnete Pleuel 31a mit einem Bezugszeichen versehen.The internal combustion engine 10a is designed as a reciprocating engine. The internal combustion engine 10a has several pistons 30a on, to drive the crankshaft 11a around its axis of rotation 32a to the crankshaft 11a are connected. For this purpose, the internal combustion engine 10a for every piston 30a a connecting rod 31a on, each one a piston 30a with the crankshaft 11a articulated connects. For receiving the pistons 30a points the internal combustion engine 10a several cylinders 37a on, in each case one of the pistons 30a is added translationally. The cylinders 37a and with it the pistons 30a are along the axis of rotation 32a arranged side by side. In this embodiment, the internal combustion engine 10a designed as a four-cylinder engine. Basically, the internal combustion engine 10a but also a different number of cylinders 37a exhibit. In the 1 is for clarity only one of the cylinders 37a and thus only one of the pistons 30a and only the piston 30a assigned connecting rods 31a provided with a reference numeral.

Das Getriebe 12a weist zur Ausleitung eines von der Kurbelwelle 11a eingeleiteten Drehmoments eine Getriebeausgangswelle 13a auf. Zur Bereitstellung der Getriebegänge weist das Getriebe 12a mehrere schaltbare Gangstufen 14a, 15a auf, die jeweils dazu vorgesehen sind, die Kurbelwelle 11a mit der Getriebeausgangswelle 13a zu verbinden. Die Getriebeausgangswelle 13a weist eine Rotationsachse auf, die parallel zur Rotationsachse 32a der Kurbelwelle 11a orientiert ist. Die Gangstufen 14a, 15a sind jeweils für einen festen Getriebegang vorgesehen, wobei die Getriebegänge sich durch eine Übersetzung voneinander unterscheiden. Die Gangstufen 14a, 15a sind entlang der Rotationsachse der Getriebeausgangswelle 13a nebeneinander angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 13a und die Gangstufen 14a, 15a sind innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 13a ist hohl ausgebildet. The gear 12a points to the discharge of one of the crankshaft 11a introduced torque a transmission output shaft 13a on. To provide the gears, the transmission has 12a several switchable gears 14a . 15a which are each provided to the crankshaft 11a with the transmission output shaft 13a connect to. The transmission output shaft 13a has an axis of rotation parallel to the axis of rotation 32a the crankshaft 11a is oriented. The gears 14a . 15a are each provided for a fixed gear, the gears differ by a translation from each other. The gears 14a . 15a are along the axis of rotation of the transmission output shaft 13a arranged side by side. The transmission output shaft 13a and the gears 14a . 15a are arranged inside the crankcase. The transmission output shaft 13a is hollow.

Der Übersicht halber sind in der 1 lediglich zwei der Gangstufen 14a, 15a mit einem Bezugszeichen versehen. Eine Anzahl an Gangstufen 14a, 15a entspricht einer Anzahl an schaltbaren Getriebegängen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung acht Gangstufen 14a, 15a auf, wodurch das Getriebe 12a acht schaltbare Getriebegänge bereitstellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind sieben der Gangstufen 14a, 15a für jeweils ein Vorwärtsgetriebegang und eine der Gangstufen 14a, 15a für einen Rückwärtsgetriebegang vorgesehen. Grundsätzlich ist eine andere Anzahl an Gangstufen 14a, 15a und damit eine andere Anzahl an Getriebegängen denkbar. Dabei ist grundsätzlich auch denkbar, dass das Getriebe 12a mehrere Rückwärtsgetriebegänge bereitstellt.For the sake of clarity are in the 1 only two of the gears 14a . 15a provided with a reference numeral. A number of gears 14a . 15a corresponds to a number of switchable gears. In this embodiment, the automotive powertrain device has eight speed stages 14a . 15a on, causing the gearbox 12a provides eight switchable gears. In this embodiment, seven of the gear stages 14a . 15a for each one forward gear and one of the gear stages 14a . 15a intended for a reverse gear. Basically, a different number of gears 14a . 15a and thus a different number of gears conceivable. It is also conceivable that the transmission 12a provides multiple reverse gears.

Die für die Vorwärtsgetriebegänge vorgesehenen Gangstufen 14a, 15a sind analog zueinander ausgebildet, weswegen lediglich die mit einem Bezugszeichen versehene Gangstufe 14a näher beschrieben wird. Die Gangstufe 14a weist ein Abtriebszahnrad 33a und ein Antriebszahnrad 34a auf, die permanent kämmend miteinander verbunden sind. Das Abtriebszahnrad 33a ist permanent drehfest mit der Kurbelwelle 11a verbunden. Das Abtriebszahnrad 33a ist permanent fest auf der Kurbelwelle 11a angeordnet. Es ist auf einer Kurbelwange der Kurbelwelle 11a angeordnet.The gear ratios provided for the forward gears 14a . 15a are analogous to each other, which is why only provided with a reference numeral gear 14a will be described in more detail. The gear ratio 14a has an output gear 33a and a drive gear 34a on, which are permanently connected with each other. The output gear 33a is permanently rotatable with the crankshaft 11a connected. The output gear 33a is permanently fixed on the crankshaft 11a arranged. It is on a crank arm of the crankshaft 11a arranged.

Das Antriebszahnrad 34a ist schaltbar drehfest mit der Getriebeausgangswelle 13a verbindbar. Das Antriebszahnrad 34a ist drehbar auf der Getriebeausgangswelle 13a angeordnet. Das Abtriebszahnrad 33a ist als ein Festrad und das Antriebszahnrad 34a ist als ein Losrad ausgebildet. Im Unterschied zu den für die Vorwärtsgetriebegänge vorgesehenen Gangstufen 14a, 15a weist die für den Rückwärtsgetriebegang vorgesehene Gangstufe zusätzlich ein nicht dargestelltes Umkehrrad auf, das zur Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist, wobei das Umkehrrad mit dem Abtriebszahnrad, das auf der Kurbelwelle 11a angeordnet ist, und mit dem Antriebzahnrad, das auf der Getriebeausgangswelle 13a angeordnet ist, kämmt.The drive gear 34a is switchable against rotation with the transmission output shaft 13a connectable. The drive gear 34a is rotatable on the transmission output shaft 13a arranged. The output gear 33a is as a fixed gear and the drive gear 34a is designed as a loose wheel. In contrast to the gears provided for the forward gears 14a . 15a The gear stage provided for the reverse gear additionally has a reversing gear (not shown) provided for reversing the direction of rotation, the reverse gear being connected to the driven gear on the crankshaft 11a is arranged, and with the drive gear, which is on the transmission output shaft 13a is arranged, combs.

Zur Schaltung der Getriebegänge weist das Getriebe 12a mehrere Getriebeschaltelemente 35a auf, die jeweils dazu vorgesehen sind, zumindest ein Antriebszahnrad 34a drehfest mit der Getriebeausgangswelle 13a zu verbinden. Die Getriebeschaltelemente 35a sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei benachbarten Antriebszahnrädern 34a zugeordnet, wobei die Getriebeschaltelemente 35a jeweils dazu vorgesehen sind, wahlweise entweder das eine oder das andere Antriebszahnrad 34a drehfest mit der Getriebeausgangswelle 13a zu verbinden. Die Getriebeschaltelemente 35a sind jeweils axial zwischen zwei Antriebszahnrädern 34a angeordnet. Sie sind axial verschiebbar auf der Getriebeausgangswelle 13a angeordnet. Zur drehfesten Verbindung der acht Antriebszahnräder 34a weist das Getriebe 12a somit vier Getriebeschaltelemente 35a auf. Die Getriebeschaltelemente 35a sind jeweils als eine Schaltmuffe ausgebildet. Der Übersicht halber ist in der 1 lediglich eines der vier Getriebeschaltelemente 35a mit einem Bezugszeichen versehen.To gear the gears, the gearbox 12a several gear shift elements 35a on, which are each provided to at least one drive gear 34a non-rotatably with the transmission output shaft 13a connect to. The gear shift elements 35a are in this embodiment, two adjacent drive gears 34a assigned, wherein the transmission shift elements 35a are each provided to selectively either one or the other drive gear 34a non-rotatably with the transmission output shaft 13a connect to. The gear shift elements 35a are each axially between two drive gears 34a arranged. They are axially displaceable on the transmission output shaft 13a arranged. For non-rotatable connection of the eight drive gears 34a has the gearbox 12a thus four gear shift elements 35a on. The gear shift elements 35a are each formed as a shift sleeve. For the sake of clarity is in the 1 only one of the four gear shift elements 35a provided with a reference numeral.

Die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung weist ferner eine Antriebsachse 17a auf, die durch ein von dem Getriebe 12a übersetztes Drehmoment antreibbar ist. Die Antriebsachse 17a ist als eine Lenkachse ausgebildet. Sie ist als eine Vorderachse ausgebildet.The automotive powertrain device further includes a drive axle 17a on top of that by one of the gearbox 12a translated torque is driven. The drive axle 17a is designed as a steering axle. It is designed as a front axle.

Die Antriebsachse 17a weist ein erstes Antriebsrad 25a und ein zweites Antriebsrad 27a auf. Der Verbrennungsmotor 10a mit dem integrierten Getriebe 12a ist entlang der Antriebsachse 17a betrachtet zwischen den Antriebsrädern 25a, 27a angeordnet. Die Antriebsachse 17a und die Rotationsachse 32a der Kurbelwelle 11a sind in zumindest einem Betriebszustand parallel zueinander orientiert. Der Verbrennungsmotor 10a mit dem integrierten Getriebe 12a ist quer zu einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs eingebaut. Der Verbrennungsmotor 10a ist als ein Quermotor ausgebildet. Er ist als ein Frontmotor ausgebildet. Grundsätzlich kann der Verbrennungsmotor 10a auch als ein Längsmotor ausgebildet sein.The drive axle 17a has a first drive wheel 25a and a second drive wheel 27a on. The internal combustion engine 10a with the integrated gearbox 12a is along the drive axle 17a considered between the drive wheels 25a . 27a arranged. The drive axle 17a and the rotation axis 32a the crankshaft 11a are oriented parallel to one another in at least one operating state. The internal combustion engine 10a with the integrated gearbox 12a is installed transversely to a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle. The internal combustion engine 10a is designed as a transverse engine. He is trained as a front engine. Basically, the internal combustion engine 10a be designed as a longitudinal motor.

Zur Anbindung der Antriebsachse 17a weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Differentialgetriebe 16a auf, das das von dem Getriebe 12a übersetzte Drehmoment auf die beiden Antriebsräder 25a, 27a verteilt. Das Differentialgetriebe 16a schließt in einem von dem Verbrennungsmotor 10a ausgehenden Kraftfluss an die Getriebeausgangswelle 13a an. Das Differentialgetriebe 16a ist im Kraftfluss zwischen den Antriebsrädern 25a, 27a und der Getriebeausgangswelle 13a angeordnet. Konstruktiv ist das Differentialgetriebe 16a zwischen dem Verbrennungsmotor 10a und dem ersten Antriebsrad 25a angeordnet. Der Verbrennungsmotor 10a ist konstruktiv zwischen dem zweiten Antriebsrad 27a und dem Differentialgetriebe 16a angeordnet. Zum Antrieb des ersten Antriebsrads 25a weist die Antriebsachse 17a eine erste Gelenkwelle 24a und zum Antrieb des zweiten Antriebsrads 27a weist die Antriebsachse 17a eine zweite Gelenkwelle 26a auf. Die Gelenkwellen 24a, 26a sind jeweils an das Differentialgetriebe 16a angebunden.For connection of the drive axle 17a The automotive powertrain device has a differential gear 16a on top of that from the gearbox 12a translated torque on the two drive wheels 25a . 27a distributed. The differential gear 16a closes in one of the internal combustion engine 10a Outgoing power flow to the transmission output shaft 13a at. The differential gear 16a is in the power flow between the drive wheels 25a . 27a and the transmission output shaft 13a arranged. The differential gear is constructive 16a between the internal combustion engine 10a and the first drive wheel 25a arranged. The internal combustion engine 10a is constructive between the second drive wheel 27a and the differential gear 16a arranged. To drive the first drive wheel 25a indicates the drive axle 17a a first propeller shaft 24a and for driving the second drive wheel 27a indicates the drive axle 17a a second propeller shaft 26a on. The drive shafts 24a . 26a are each to the differential gear 16a tethered.

Zur Bereitstellung einer Übersetzungsstufe für eine Getriebeausgangsdrehzahl weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Dreiwellengetriebe 18a auf, das im Kraftfluss zwischen der Getriebeausgangswelle 13a und dem Differentialgetriebe 16a angeordnet ist. Das Dreiwellengetriebe 18a weist ein Stellelement 19a auf, das zum Anfahren mit einem variablen Bremsmoment beaufschlagbar ist. Das Dreiwellengetriebe 18a ist innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Dreiwellengetriebe 18a außerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet ist.To provide a gear stage output speed ratio, the automotive powertrain device includes a three-shaft transmission 18a on that in the power flow between the transmission output shaft 13a and the differential gear 16a is arranged. The three-shaft transmission 18a has an actuator 19a on, which can be acted upon for starting with a variable braking torque. The three-shaft transmission 18a is located inside the crankcase. Basically, it is conceivable that the three-shaft transmission 18a is arranged outside the crankshaft housing.

Das Dreiwellengetriebe 18a ist als ein Planetenradgetriebe ausgebildet. Das Dreiwellengetriebe 18a weist ein Sonnenrad 22a, ein Hohlrad 23a und ein Planetenradträger 36a auf. Der Planetenradträger 36a führt Planetenräder auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder kämmen mit dem Sonnenrad 22a und mit dem Hohlrad 23a. Die Planetenräder sind drehbar auf dem Planetenradträger 36a gelagert. Das Sonnenrad 22a ist permanent mit der Getriebeausgangswelle 13a verbunden, das Hohlrad 23a ist permanent mit dem Differentialgetriebe 16a verbunden und der Planetenradträger 36a ist als das Stellelement 19a ausgebildet. Der Planetenradträger 36a ist drehbar auf der Getriebeausgangswelle 13a gelagert. Das Dreiwellengetriebe 18a weist ein Standübersetzungsverhältnis von ungefähr drei auf.The three-shaft transmission 18a is designed as a planetary gear. The three-shaft transmission 18a has a sun wheel 22a , a ring gear 23a and a planet carrier 36a on. The planet carrier 36a leads planetary gears on a circular path. The planetary gears mesh with the sun gear 22a and with the ring gear 23a , The planet gears are rotatable on the planet carrier 36a stored. The sun wheel 22a is permanent with the transmission output shaft 13a connected, the ring gear 23a is permanent with the differential gear 16a connected and the planet carrier 36a is as the actuator 19a educated. The planet carrier 36a is rotatable on the transmission output shaft 13a stored. The three-shaft transmission 18a has a stand ratio of about three.

Um zum Anfahren auf das Stellelement 19a mit einem verstellbaren Bremsmoment einzuwirken, weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine ansteuerbare Bremseinheit 20a auf. Die Bremseinheit 20a bildet eine Anfahrbremse aus, die dazu vorgesehen ist, zum Anfahren das Stellelement 19a variabel festzubremsen. Das Stellelement 19a und die Bremseinheit 20a bilden gemeinsam ein Anfahrelement aus. Die Bremseinheit 20a ist stufenlos betätigbar. Die Bremseinheit 20a ist als eine mechanische Bremse ausgebildet. Sie ist dazu vorgesehen, das Stellelement 19a gehäusefest anzubinden. Die Bremseinheit 20a weist einen nicht dargestellten feststehenden Aktor auf, der dazu vorgesehen ist, das Stellelement 19a reibschlüssig festzuhalten. Der Aktor ist als eine Bremszange ausgebildet. Die Bremseinheit 20a ist innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Bremseinheit 20a außerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet ist.To start up on the actuator 19a acting with an adjustable braking torque, the motor vehicle drive train device has a controllable brake unit 20a on. The brake unit 20a forms a starting brake, which is intended to start the actuator 19a to be braked variably. The actuator 19a and the brake unit 20a together form a starting element. The brake unit 20a is infinitely operable. The brake unit 20a is designed as a mechanical brake. It is intended to the actuator 19a to connect to the housing. The brake unit 20a has a fixed actuator, not shown, which is intended to the actuator 19a hold frictionally. The actuator is designed as a brake caliper. The brake unit 20a is located inside the crankcase. In principle, it is conceivable that the brake unit 20a is arranged outside the crankshaft housing.

Die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung weist ferner eine axial durch die Getriebeausgangswelle 13a hindurch geführte Zwischenwelle 28a auf, die die zweite Gelenkwelle 26a mit dem Differentialgetriebe 16a verbindet. Die Zwischenwelle 28a ragt axial beidseitig aus der Getriebeausgangswelle 13a heraus. Die Getriebeausgangswelle 13a und die Zwischenwelle 28a sind koaxial zueinander angeordnet.The automotive powertrain device further includes an axially through the transmission output shaft 13a guided intermediate shaft 28a on that the second propeller shaft 26a with the differential gear 16a combines. The intermediate shaft 28a protrudes axially on both sides of the transmission output shaft 13a out. The transmission output shaft 13a and the intermediate shaft 28a are arranged coaxially with each other.

Zur Steuerung und Regelung weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 29a auf, die steuerungstechnisch mit dem Verbrennungsmotor 10a, dem Getriebe 12a und der Bremseinheit 20a verbunden ist. Zum Anfahren stellt die Steuer- und Regeleinheit 29a durch Ansteuern der Bremseinheit 20a selbstständig das auf das Stellelement 19a einwirkende Bremsmoment stufenlos ein. Nach dem Anfahren und damit nach Beenden eines Anfahrvorgangs bremst die Steuer- und Regeleinheit 29a durch Ansteuern der Bremseinheit 20a selbstständig das Stellelement 19a fest und bindet es damit gehäusefest an, wodurch das Stellelement 19a gegenüber dem Sonnenrad 22a und dem Hohlrad 23a stillsteht. Nach dem Anfahrvorgang ist über das Dreiwellengetriebe 18a das Standübersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeausgangswelle 13a und dem Differentialgetriebe 16a eingestellt. Dabei wird die Getriebeausgangsdrehzahl um das Standübersetzungsverhältnis reduziert. Nach dem Anfahrvorgang bestromt die Steuer- und Regeleinheit 29a die Bremseinheit 20a permanent, um das Stellelement 19a festzubremsen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Verriegelungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Stellelement nach dem Anfahrvorgang gehäusefest reib- und/oder formschlüssig zu verriegeln. Dabei ist die Steuer- und Regeleinheit steuerungstechnisch an die Verriegelungseinheit angebunden, wobei die Steuer- und Regeleinheit durch Ansteuern der Verriegelungseinheit dazu vorgesehen ist, das Stellelement nach dem Anfahrvorgang zu verriegeln und zum Anfahren zu entriegeln.For control and regulation, the motor vehicle drive train device has a control and regulation unit 29a on, the control technology with the internal combustion engine 10a , the transmission 12a and the brake unit 20a connected is. To start, the control unit provides 29a by driving the brake unit 20a independently on the actuator 19a acting braking torque infinitely. After starting and thus after completing a start-up process, the control unit brakes 29a by driving the brake unit 20a independently the actuator 19a firmly and thus binds it to the housing, whereby the actuator 19a opposite the sun wheel 22a and the ring gear 23a stationary. After the starting process is about the three-shaft gear 18a the stand ratio between the transmission output shaft 13a and the differential gear 16a set. The transmission output speed is reduced by the stand ratio. After the starting process, the control unit is energized 29a the brake unit 20a permanent to the actuator 19a festzubremsen. In principle, however, it is also conceivable for the motor vehicle drive train device to have a locking unit which is provided for frictionally locking and / or positively locking the actuating element fixed to the housing after the starting operation. In this case, the control and regulation unit is linked to the control unit control unit, wherein the control and regulation unit is provided by driving the locking unit to lock the actuator after the start-up and to unlock for starting.

Durch das Dreiwellengetriebe 18a weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Hybridoption auf, durch die die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung als eine Kraftfahrzeughybridantriebsstrangvorrichtung ausgebildet werden kann. Zur Ausbildung als eine Kraftfahrzeughybridantriebsstrangvorrichtung wird die Bremseinheit 20a durch eine elektrische Antriebseinheit ersetzt, die dazu vorgesehen ist, das Stellelement 19a rekuperativ abzubremsen und elektrisch anzutreiben.Through the three-shaft transmission 18a For example, the automotive powertrain device has a hybrid option that allows the automotive powertrain device to be configured as a motor vehicle hybrid powertrain device. For training as a motor vehicle hybrid powertrain device, the brake unit 20a replaced by an electric drive unit, which is intended to the actuator 19a decelerate recuperatively and drive electrically.

In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels der 1 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 2 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnung und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels der 1 verwiesen werden.In the 2 a further embodiment of the invention is shown. The following Description is essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the other embodiment of the 1 can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 by the letter b in the reference numerals of the embodiment of 2 replaced. With regard to like-named components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawing and / or the description of the other embodiment of 1 to get expelled.

2 zeigt schematisiert eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor 10b, der eine Kurbelwelle 11b aufweist, mit einem in den Verbrennungsmotor 10b integrierten Getriebe 12b, das eine Getriebeausgangswelle 13b sowie mehrere jeweils zur Verbindung der Kurbelwelle 11b mit der Getriebeausgangswelle 13b vorgesehene Gangstufen 14b, 15b aufweist, die zur Bereitstellung von mehreren schaltbaren Getriebegängen vorgesehen sind, und mit einem an die Getriebeausgangswelle 13b anschließenden Differentialgetriebe 16b zur Anbindung von einer Antriebsachse 17b. Ferner weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein zwischen der Getriebeausgangswelle 13b und dem Differentialgetriebe 16b angeordnetes Dreiwellengetriebe 18b auf, das dazu vorgesehen ist, eine Übersetzungsstufe für eine Getriebeausgangsdrehzahl bereitzustellen. Das Dreiwellengetriebe 18b umfasst ein Sonnenrad 22b, ein Hohlrad 23b, und einen Planetenradträger 36b als Stellelement 19b. Des Weiteren weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine erste Gelenkwelle 24b zum Antrieb eines Antriebsrads 25b, eine zweite Gelenkwelle 26b zum Antrieb eines weiteren Antriebsrads 27b und eine axial durch die Getriebeausgangswelle 13b hindurch geführte Zwischenwelle 28b auf. 2 schematically shows a motor vehicle powertrain device with an internal combustion engine 10b that a crankshaft 11b has, with one in the internal combustion engine 10b integrated transmission 12b , which is a transmission output shaft 13b and several each for connecting the crankshaft 11b with the transmission output shaft 13b provided gear steps 14b . 15b has, which are provided for the provision of a plurality of switchable transmission gears, and with a to the transmission output shaft 13b subsequent differential gear 16b for connection to a drive axle 17b , Further, the automotive powertrain device has an intermediate between the transmission output shaft 13b and the differential gear 16b arranged three-shaft gear 18b which is intended to provide a transmission stage for a transmission output speed. The three-shaft transmission 18b includes a sun wheel 22b , a ring gear 23b , and a planet carrier 36b as an actuating element 19b , Furthermore, the motor vehicle drive train device has a first propeller shaft 24b for driving a drive wheel 25b , a second propeller shaft 26b for driving a further drive wheel 27b and an axial through the transmission output shaft 13b guided intermediate shaft 28b on.

Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine elektrische Antriebseinheit 21b auf, die dazu vorgesehen ist, mit einem verstellbaren Antriebsmoment und einem Bremsmoment auf das Stellelement 19b einzuwirken. Die Antriebseinheit 21b weist eine Antriebswelle 38b auf, die parallel zur Kurbelwelle 11b und zur Getriebeausgangswelle 13b orientiert ist. Die Antriebseinheit 21b ist permanent antriebstechnisch mit dem Stellelement 19b verbunden. Sie weist ein Antriebsritzel 39b auf, das permanent kämmend mit dem Stellelement 19b verbunden ist. Die Antriebseinheit 21b ist als ein generatorisch betreibbarer Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit 21b ist innerhalb eines Kurbelwellengehäuses des Verbrennungsmotors 10b angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Antriebseinheit 21b außerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet ist. Die in der 2 dargestellte Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ist als eine Kraftfahrzeughybridantriebsstrangvorrichtung ausgebildet.In contrast to the previous exemplary embodiment, the motor vehicle drive train device has an electric drive unit 21b on, which is provided with an adjustable drive torque and a braking torque on the actuator 19b act. The drive unit 21b has a drive shaft 38b on, parallel to the crankshaft 11b and to the transmission output shaft 13b is oriented. The drive unit 21b is permanently driven with the actuator 19b connected. It has a drive pinion 39b on, the permanently meshing with the actuator 19b connected is. The drive unit 21b is designed as a generator operable electric motor. The drive unit 21b is within a crankcase of the internal combustion engine 10b arranged. In principle, it is also conceivable that the drive unit 21b is arranged outside the crankshaft housing. The in the 2 The automotive powertrain device illustrated is configured as a motor vehicle hybrid powertrain device.

Zur Steuerung und Regelung weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 29b auf, die steuerungstechnisch mit dem Verbrennungsmotor 10b, dem Getriebe 12b und der Antriebseinheit 21a verbunden ist. Zum Anfahren stellt die Steuer- und Regeleinheit 29b durch Ansteuern der Antriebseinheit 21b selbstständig das auf das Stellelement 19b einwirkende Antriebsmoment stufenlos ein. Zum rein elektromotorischen Anfahren legt die Steuer- und Regeleinheit 29b durch Ansteuern des Getriebes 12b selbstständig zwei Getriebegänge gleichzeitig ein, um die Getriebeausgangswelle 13b zu blockieren. Dadurch blockiert die Steuer- und Regeleinheit 29b das Sonnenrad 22b des Dreiwellengetriebes 18b. Bei blockierter Getriebeausgangswelle 13b treibt die Steuer- und Regeleinheit 29b durch Ansteuern der Antriebseinheit 21b das Stellelement 19b elektrisch an, wodurch rein elektromotorisch angefahren wird. Zum Zuschalten des Verbrennungsmotors 10b löst die Steuer- und Regeleinheit 29b durch Ansteuern des Getriebes 12b selbstständig die Blockierung der Getriebeausgangswelle 13b auf, indem sie lediglich einen der eingelegten Getriebegänge auslegt. Bei gelöster Blockade der Getriebeausgangswelle 13b wirkt ein von der Antriebseinheit 21b bereitgestelltes Antriebsmoment auch auf die Kurbelwelle 11b, wodurch die Antriebseinheit 21b als Starter für den Verbrennungsmotor 10b fungiert und der Verbrennungsmotor 10b durch die Antriebseinheit 21b elektrisch gestartet wird. Für verbrennungsmotorisches Anfahren arbeitet die Antriebseinheit 21b generatorisch, wodurch die Antriebseinheit 21b mit einem Bremsmoment auf das Stellelement 19b einwirkt. Dadurch wird beim Anfahren eine elektrische Energie in ein Bordnetz eines die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs eingespeist.For control and regulation, the motor vehicle drive train device has a control and regulation unit 29b on, the control technology with the internal combustion engine 10b , the transmission 12b and the drive unit 21a connected is. To start, the control unit provides 29b by driving the drive unit 21b independently on the actuator 19b acting drive torque continuously. For purely electric motor start sets the control unit 29b by driving the gearbox 12b independently two gears at the same time, to the transmission output shaft 13b to block. This blocks the control unit 29b the sun wheel 22b of the three-shaft transmission 18b , With blocked transmission output shaft 13b drives the control unit 29b by driving the drive unit 21b the actuator 19b electrically, which is approached purely electric motor. For connecting the internal combustion engine 10b triggers the control unit 29b by driving the gearbox 12b independently the blocking of the transmission output shaft 13b by merely laying out one of the inserted gears. When the blockage of the transmission output shaft is released 13b acts on the drive unit 21b provided drive torque also on the crankshaft 11b , causing the drive unit 21b as a starter for the internal combustion engine 10b acts and the internal combustion engine 10b through the drive unit 21b is started electrically. For internal combustion engine starting, the drive unit operates 21b regenerative, causing the drive unit 21b with a braking torque on the actuator 19b acts. As a result, an electrical energy is fed into a vehicle electrical system of a motor vehicle drive train device having motor vehicle when starting.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1111: Kurbelwellecrankshaft
1212: Getriebetransmission
1313: GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
1414: Gangstufegrade
1515: Gangstufegrade
1616: Differentialgetriebedifferential gear
1717: Antriebsachsedrive axle
1818: DreiwellengetriebeThree-shaft transmission
1919: Stellelementactuator
2020: Bremseinheitbrake unit
2121: Antriebseinheitdrive unit
2222: Sonnenradsun
2323: Hohlradring gear
24 24: Gelenkwellepropeller shaft
2525: Antriebsraddrive wheel
2626: Gelenkwellepropeller shaft
2727: Antriebsraddrive wheel
2828: Zwischenwelleintermediate shaft
2929: Steuer- und RegeleinheitControl unit
3030: Kolbenpiston
3131: Pleuelpleuel
3232: Rotationsachseaxis of rotation
3333: Abtriebszahnradoutput gear
3434: Antriebszahnraddrive gear
3535: GetriebeschaltelementGear selector member
3636: Planetenradträgerplanet
3737: Zylindercylinder
3838: Antriebswelledrive shaft
3939: Antriebsritzelpinion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012004599 A1 [0002]

Claims

Motor vehicle drive train device with at least one internal combustion engine ( 10a ; 10b ), which is a crankshaft ( 11a ; 11b ), with a in the internal combustion engine ( 10a ; 10b ) at least partially integrated transmission ( 12a ; 12b ), which has a transmission output shaft ( 13a ; 13b ) and at least two each for connecting the crankshaft ( 11a ; 11b ) with the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) provided grades ( 14a . 15a ; 14b . 15b ), which are provided for the provision of at least two shiftable transmission gears, and with a to the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) subsequent differential gear ( 16a ; 16b ) for connecting at least one drive axle ( 17a ; 17b ), characterized by at least one between the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) and the differential gear ( 16a ; 16b ) arranged three-shaft gear ( 18a ; 18b ), which is intended to provide at least one transmission stage for a transmission output speed.

Motor vehicle drive train device according to claim 1, characterized in that the three-shaft transmission ( 18a ; 18b ) an actuator ( 19a ; 19b ), which can be acted upon by a variable braking and / or drive torque.

Motor vehicle drive train device according to claim 2, characterized by a brake unit ( 20a ), which is intended for starting with an adjustable braking torque on the actuator ( 19a ).

Motor vehicle drive train device according to claim 2 or 3, characterized by a drive unit ( 21b ), which is intended, at least with an adjustable drive torque to the actuator ( 19b ).

Motor vehicle drive train device according to one of the preceding claims, characterized in that the three-shaft transmission ( 18a ; 18b ) is formed as a planetary gear.

Motor vehicle drive train device according to one of the preceding claims, characterized in that the three-shaft transmission ( 18a ; 18b ) a sun wheel ( 22a ; 22b ) connected to the transmission output shaft ( 13a ; 13b ), a ring gear ( 23a ; 23b ), which with the differential gear ( 16a ; 16b ), and a planet carrier ( 36a ; 36b ) as an actuating element ( 19a ; 19b ) having.

Motor vehicle drive train device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) is hollow.

Motor vehicle drive train device according to one of the preceding claims, characterized by a first propeller shaft ( 24a ; 24b ) for driving a drive wheel ( 25a ; 25b ) of the drive axle ( 17a ; 17b ), a second propeller shaft ( 26a ; 26b ) for driving a further drive wheel ( 27a ; 27b ) of the drive axle ( 17a ; 17b ) and axially through the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) guided intermediate shaft ( 28a ; 28b ), one of the cardan shafts ( 26a ; 26b ) with the differential gear ( 16a ; 16b ) connects.

Motor vehicle drive train device at least according to claim 2, characterized by a control and / or regulating unit ( 29a ; 29b ), which is intended, at least for starting the on the actuator ( 19a ; 19b ) to set acting braking and / or drive torque.

Internal combustion engine for a motor vehicle driveline device, in particular for a motor vehicle driveline device according to one of the preceding claims, having a crankshaft ( 11a ; 11b ) and with an at least partially integrated transmission ( 12a ; 12b ), which has a transmission output shaft ( 13a ; 13b ) and at least two each for connecting the crankshaft ( 11a ; 11b ) with the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) provided grades ( 14a . 15a ; 14b . 15b ), which are provided for the provision of at least two shiftable transmission gears, characterized by at least one of the transmission output shaft ( 13a ; 13b ) Tied three-shaft transmission ( 18a ; 18b ), which is intended to provide at least one transmission stage for a transmission output speed.