DE102014217762A1

DE102014217762A1 - Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014217762A1
Application number: DE102014217762.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-10
Also published as: CN106660441A; WO2016034551A1; CN106660441B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang (1, 2, 3) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer E-Maschine (4), mit einem Differential (7, 8), wobei zum Starten des Verbrennungsmotors die E-Maschine (4) über eine erste Kupplung (30) funktional wirksam mit dem Verbrennungsmotor koppelbar ist. Eine bauraumsparende, kostengünstige und einfache Hybridisierung ist dadurch bereitgestellt, dass die E-Maschine (4) über eine zweite Kupplung (41) mit dem Differential (7, 8) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Aus der DE 36 36 286 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, nämlich für ein Motorrad bekannt. Das Motorrad weist einen Verbrennungsmotor und eine E-Maschine auf. Der Verbrennungsmotor dient dabei zum Antrieb des Motorrads während einer Vorwärtsfahrt. Die E-Maschine kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden. Die E-Maschine dient zum einen als Anlassermotor zum Starten des Verbrennungsmotors. Mit der E-Maschine kann daher der Verbrennungsmotor gestartet werden. Eine Abtriebswelle der E-Maschine trägt eine Einwegkupplung, die Drehmoment in einer Anlassrichtung jedoch nicht in der umgekehrten Richtung überträgt. Diese Einwegkupplung ist als Andrehklaue ausgebildet. Ein die Abtriebsseite der Einwegkupplung bildendes Anlasserritzel kämmt mit einem angetriebenen Anlasserzahnrad. Dieses Anlasserzahnrad und eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine sind einstückig hergestellt. Die E-Maschine dient zum anderen als Antrieb während einer Rückwärtsfahrt des Motorrads. Einstückig mit der Abtriebswelle der E-Maschine ist ein Rückwärtsgangzahnrad ausgebildet, das dem Rückwärtsgang zugeordnet ist.
Aus der US 7,690,280 B2 ist eine Hybridantriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Hybridantriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor, eine E-Maschine und ein Differential auf. Der Verbrennungsmotor treibt eine Kurbelwelle an. Die Kurbelwelle ist mit einem Schwungrad und mit einem Dämpferelement verbunden. Die elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf und ist parallel beabstandet zur Achse des Kurbelwelle angeordnet. Die E-Maschine kann zum Starten des Verbrennungsmotors genutzt werden. Der Rotor treibt ein Zwischenglied in Form einer Nabe über eine Kette an. Die Nabe ist koaxial zur Kurbelwelle angeordnet. Die Nabe ist über eine erste Kupplung mit dem Verbrennungsmotor und über eine zweite Kupplung mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar. Die Nabe weist einen äußeren Kranz auf, wobei der äußere Kranz mit der ersten Kupplung Verbindung steht. Die Nabe weist ferner einen inneren Kranz auf, der in Drehverbindung mit der zweiten Kupplung steht.
Aus der gattungsbildenden EP 2 556 978 A1 ist ein Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Hybridantriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine sowie eine Getriebeanordnung zur Bereitstellung von zwei unterschiedlichen Gangstufen auf. Der Verbrennungsmotor und die E-Maschine sind mit der Getriebeanordnung gekoppelt. Die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor sind über ein Stirnradsatz mit einer Getriebeeingangswelle der Getriebeanordnung gekoppelt. Der Hybridantriebsstrang weist ferner ein Differential auf, wobei das Differential mit einem Ausgang der Getriebeanordnung gekoppelt ist. Mittels des Differentials ist die Antriebsleistung auf zwei Achswellen verteilbar. Die elektrische Maschine ist koaxial zu einer der Achswellen des Differentials angeordnet. Die eine Achswelle des Differentials ist dabei durch die hohle Rotorwelle hindurchgeführt. Die Rotorwelle ist auf einem Abschnitt der Achswelle mittels entsprechender Lager drehbar gelagert. Dadurch, dass die Rotorwelle als drehbar gelagerte Hohlwelle ausgeführt ist, ist die E-Maschine nicht direkt, sondern über die Getriebeanordnung mit dem Differential gekoppelt. Der Verbrennungsmotor und die E-Maschine sind in axialer Richtung auf der gleichen Seite des Differentials angeordnet. Der Stirnradsatz weist drei Zahnräder auf. Ein erstes Zahnrad ist fest mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Ein zweites Zahnrad ist wirksam mit der E-Maschine verbunden. Ein drittes Zahnrad ist über eine erste Kupplung mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors koppelbar. Hierdurch kann der Verbrennungsmotor von dem dritten Zahnrad abgekoppelt werden oder mit diesem verbunden werden. Der Verbrennungsmotor kann die elektrische Maschine mitschleppen, um die elektrische Maschine entsprechend als Generator zu betreiben. Bei einem rein elektromotorischen Antrieb wird der Verbrennungsmotor über die erste Kupplung vorzugsweise von dem dritten Zahnrad abgekoppelt, damit die elektrische Maschine den Verbrennungsmotor nicht mitschleppen muss. Die erste Kupplung ist durch einen Freilauf gebildet. Der Freilauf ist schaltbar ausgebildet, so dass mittels eines Aktuators eine Umschaltung des Freilaufs möglich ist, nämlich von einem Freilaufbetrieb in einen starr gekoppelten Betrieb. Bei einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb wird der Rotor der elektrischen Maschine mitgeschleppt. Zum Starten des Verbrennungsmotors ist die E-Maschine funktional wirksam mit dem Verbrennungsmotor koppelbar.
Der gattungsbildende Hybridantriebsstrang ist aber noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere weil die Anordnung und Ausbildung der jeweiligen Komponenten einen großen Bauraum erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsbildenden Hybridantriebsstrang derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine bauraumsparende, kostengünstige und einfache Hybridisierung bereitgestellt ist.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch einen Hybridantriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Es sind nun zwei Kupplungen vorgesehen. Die E-Maschine ist über eine erste Kupplung mit einem Anlasserzahnrad verbindbar. Die E-Maschine ist über die zweite Kupplung mit dem Differential koppelbar. Über die zweite Kupplung ist die E-Maschine drehfest mit einem Differentialgehäuse koppelbar. Das Differential kann beispielsweise als Stirnraddifferential oder als Kegelraddifferential ausgebildet sein. Die E-Maschine kann über die beiden Kupplungen wahlweise mit dem Anlasserzahnrad oder dem Differentialgehäuse verbunden werden. Die E-Maschine ist vorzugsweise über eine Planetengetriebestufe mit der ersten und der zweiten Kupplung verbunden. Hierdurch ist es denkbar auch mit einer kleiner dimensionierten E-Maschine ein entsprechendes Drehmoment zum Starten des Verbrennungsmotors aufbringen zu können. Hierdurch ist es denkbar, einen rein elektrischen Fahrbetrieb durch Schließen der zweiten Kupplung zumindest bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten bereitzustellen. Zum Motor kann insbesondere eine Gesamtübersetzung von beispielsweise i = 11 bestehen. Die Gesamtübersetzung ist gebildet aus der Übersetzung des Planetengetriebes und der Übersetzung des Anlasserzahnrades zu einem Starterkranz. Eine E-Maschine mit 18 Nm kann dabei einen Drehmoment von circa 200 Nm zum sicheren Verbrennungsmotorstart aufbringen.
Mittels des Differentials ist der Leistungsfluss auf zwei Achswellen funktional wirksam aufteilbar. Die E-Maschine ist dabei insbesondere koaxial zu einer der Achswellen des Differentials angeordnet. Hierdurch ist eine kompakte Bauform ermöglicht. Eine bauraumsparende Anordnung ergibt sich vorzugsweise dadurch, dass die E-Maschine konzentrisch zu den beiden Achswellen angeordnet ist. In einer einfachen Ausgestaltung kann dazu ein Rotor der E-Maschine auf einer Zwischenwelle drehbar gelagert sein, wobei die Zwischenwelle eine der Achswellen mit dem Differential verbindet. Die zweite Kupplung ist dabei ausgangsseitig mit einem Differentialgehäuse drehfest gekoppelt, wobei das Differentialgehäuse entsprechende Ausgleichsräder beispielsweise Kegelräder oder dergleichen trägt. Durch Schließen der zweiten Kupplung ist das Differential direkt antreibbar. Die E-Maschine kann insbesondere eine 48 Volt E-Maschine sein. Diese E-Maschine ist zum einen als Starter nutzbar und stellt weitere Hybridfunktionen bereit. Die hier gewählte E-Maschine kann insbesondere anstelle eines konventionellen Riemenstartergenerators eingesetzt werden. Im Vergleich zu einem Riemenstartergenerator ergeben sich die Vorteile, dass ein Verbrauchsvorteil erzielbar ist, und entsprechende Kurbelwellenlager nicht durch eine Riemenspannung belastet sind. Die Hybridantriebsstranganordnung weist ein gutes Rekuperationspotential auf, da der Verbrennungsmotor nicht mitgeschleppt werden muss.
Die erste und/oder die zweite Kupplung können als nasslaufende Reibkupplungen ausgebildet sein. Die beiden Kupplungen und das Differential können in einem gemeinsamen Ölraum angeordnet sein. Der Ölraum kann sich dabei auch in den Bereich der E-Maschine erstrecken. Wenn die E-Maschine ein entsprechendes Differential antreibt, ist daher eine entsprechende Schmierung der drehenden Bauteile ermöglicht. Die erste Kupplung weist ausgangsseitig insbesondere ein in einem Trockenraum angeordnetes Ausgangszahnrad auf. Das Ausgangszahnrad steht im kämmenden Eingriff mit dem im Trockenraum angeordneten Anlasserzahnrad. Das Anlasserzahnrad und das Ausgangszahnrad sind in dem Trockenraum angeordnet. Das Anlasserzahnrad ist vorzugsweise über einen (Anlasserzahnrad-)Freilauf von dem Verbrennungsmotor abgekoppelt, solange der Verbrennungsmotor die Kurbelwelle antreibt. Hierdurch ist eine Belastung des trockenlaufenden Anlasserzahnrads und des trockenlaufenden Ausgangszahnrads verringert. Die E-Maschine kann bei höheren Fahrgeschwindigkeiten während eines Betriebs des Verbrennungsmotors abgekoppelt werden. Da das Anlasserzahnrad dabei einerseits über die erste Kupplung von der E-Maschine abgekoppelt ist und zum anderen über den Freilauf von dem Verbrennungsmotor abgekoppelt ist, steht das Anlasserzahnrad während dieses Betriebes. Durch eine Verwendung eines permanent eingespurten, trockenlaufenden Ausgangszahnrad insbesondere mit dem entsprechenden Freilauf ist ferner eine verbesserte Akustik beim Startvorgang gegeben. Es ist ferner durch den Freilauf ein Zeitgewinn beim Wiederstart im „Change of Mind“ in dem Fall gegeben, wenn die Kurbelwelle zwar noch nicht ganz steht, aber der Verbrennungsmotor dennoch wieder gestartet werden soll.
Der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang weist insbesondere ein entsprechendes Handschalt-, Automat- und/oder Doppelkupplungsgetriebe vorzugsweise ohne Allradantrieb auf. Es ist denkbar, die erste Kupplung ebenfalls als Freilauf bzw. als eine Überholkupplung auszugestalten. Der ersten Kupplung kann ein Betätigungskolben zugeordnet sein. Um nun die erste Kupplung in der Grundstellung geschlossen zu halten, ist der Betätigungskolben durch ein Federmittel in die geschlossene Stellung der ersten Kupplung vorgespannt. Durch ein entsprechendes Federmittel beziehungsweise eine Federvorspannung ist eine Startfunktion auch im Fehlerfall der Doppelkupplung gegeben. Zum Betätigen der beiden Kupplungen ist nur eine Betätigungskraft nötig.
Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrang in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausgestaltungen des Hybridantriebsstrangs anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematischen, geschnittenen Darstellung einen Teil eines ersten Hybridantriebsstrangs,
2 in einer schematischen Darstellung einen Teil eines zweiten Hybridantriebsstrangs, und
3 in einer schematischen Darstellung einen Teil eines dritten Hybridantriebsstrangs.
In 1 ist ein erster Hybridantriebsstrang 1, in 2 ist ein zweiter Hybridantriebsstrang 2 und in 3 ist ein dritter Hybridantriebsstrang 3 zumindest teilweise dargestellt. Zunächst darf auf die Gemeinsamkeiten der Hybridantriebsstränge 1 bis 3 näher eingegangen werden, wobei für im wesentlichen gleiche oder funktional gleich wirkende Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Hybridantriebsstränge 1 bis 3 sind zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet. Die Hybridantriebsstränge 1 bis 3 umfassen jeweils einen Verbrennungsmotor, der in den 1 bis 3 nicht dargestellt ist. Der Verbrennungsmotor kann als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein.
Ferner umfassen die Hybridantriebsstränge 1 bis 3 jeweils eine E-Maschine 4. Die E-Maschine 4 kann vorzugsweise als Motor und als Generator verwendet werden, und somit entsprechende Hybridfunktionen bereitstellen. Die E-Maschine 4 kann insbesondere als 48 Volt-E-Maschine ausgebildet sein. Die Betriebsspannung kann in wesentlichen 48 Volt betragen. Die E-Maschine 4 weist einen Stator 5 und einen Rotor 6 auf. Die E-Maschine 4 kann als Asynchronmotor ausgebildet sein. Die E-Maschine 4 kann wie noch näher beschrieben wird zum Starten des Verbrennungsmotors genutzt werden.
Ferner weist der Hybridantriebsstrang 1, 2, 3 jeweils ein Differential 7, 8 auf. Die in 1 und 2 dargestellten Differentiale 7 sind als Kegelraddifferential 9 ausgebildet. Das Differential 8 ist als Stirnraddifferential 10 ausgebildet.
Der Verbrennungsmotor treibt nun zunächst einen Torsionsdämpfer 11 an. Der Torsionsdämpfer 11 ist hierbei mit einer entsprechenden Welle 12 verbunden. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors wird danach einem nicht dargestellten Getriebe zugeführt, wobei mittels des Getriebes insbesondere mehrere Gangstufen schaltbar sind.
Das Drehmoment wird von einem Ausgang des Getriebes nun auf das entsprechende Differential 7, 8 weitergeleitet, wobei das Differential 7, 8 die Leistung auf zwei Achswellen 13, 14 aufteilt. Die in den 1 bis 3 dargestellte Achswelle 14 ist dabei mit dem Differential ausgangsseitig über eine Zwischenwelle 15 gekoppelt. Die Zwischenwelle 15 ist vorzugsweise als Vollwelle ausgestaltet. Die E-Maschine 4 ist auf der Zwischenwelle 15 angeordnet. Hierdurch ist ein kompaktbauender Hybridantriebsstrang 1 bis 3 ermöglicht. Die Zwischenwelle 15 kann auch einstückig mit der Antriebswelle 14, als ein ihr Abteil, ausgeführt werden. Das am Getriebeausgang anliegende Drehmoment wird zunächst einem Differentialgehäuse 16, 17 zugeleitet. In dem Differentialgehäuse 16, 17 sind entsprechende Kegelräder 18 beziehungsweise Ausgleichsräder 19 drehbar gelagert. Die Kegelräder 18 beziehungsweise die Ausgleichsräder 19 teilen das Drehmoment beziehungsweise die Leistung auf die entsprechenden Achsräder 20, 21 auf, wobei die Achsräder 20, 21 im Fall der Kegelraddifferentiale 9 als Kegelachsräder (nicht näher bezeichnet) ausgeführt sind und im Fall des Stirnraddifferentials 10 (vgl. 3) als Stirnräder ausgebildet sind.
Das Achsrad 20 ist dabei drehfest mit einem nicht näher bezeichneten Achsstummel der Achswelle 13 verbunden. Das Achsrad 21 sitzt auf einem entsprechenden Achsende (nicht näher bezeichnet) der Zwischenwelle 15 auf. Das andere Ende der Zwischenwelle 15 ist wiederum drehfest mit einem entsprechenden Achsstummel der Achswelle 14 verbunden.
Der Rotor 6 der E-Maschine 4 ist hohl ausgebildet und insbesondere mittels entsprechender Lager 22 auf der Zwischenwelle 15 gelagert. Der Rotor 6 ist vorzugsweise drehfest mit einem Sonnenrad 23 verbunden. Die Planetengetriebestufe 24 weist ferner mindestens einen, insbesondere mehrere Planetenräder 25 und ein Hohlrad 26 auf. Die Planetenräder stehen im kämmenden Eingriff sowohl mit dem Hohlrad 26 als auch mit dem Sonnenrad 23. Das Hohlrad 26 ist hier gehäusefest an einem Gehäuse 27 angeordnet. Die Planetenräder 25 sind an einem Steg 28 angeordnet, wobei der Steg 28 drehfest mit einer Nabe 29 verbunden ist.
Die Planetengetriebestufe 24 übersetzt das Drehmoment der E-Maschine 4 vorzugsweise mit einer Übersetzung von i = 3,8; es sind jedoch auch andere Übersetzungen denkbar. Die Nabe 29 ist über eine erste Kupplung 30 funktional wirksam mit einem Zahnrad 31 koppelbar. Die erste Kupplung 30 ist dabei ausgangsseitig mit einer Hülse 32 verbunden, wobei die Hülse 32 über ein Lager 33 an der Innenseite des Gehäuses 27 drehbar gelagert ist und über eine nicht bezeichnete Verzahnung mit dem Zahnrad 31 drehfest verbunden ist. In der in 1 und 3 dargestellten Ausgestaltung ist die erste Kupplung 30 als Lamellenkupplung 34 ausgebildet. In der in 2 dargestellten Ausgestaltung ist die erste Kupplung 30 als Freilauf 35 ausgestaltet. Der Freilauf 35 kann auch als Überholkupplung bezeichnet werden. Die Hülse 32 dient in der Ausgestaltung mit der Lamellenkupplung 34 entsprechend als Außenlamellenträger. Die Nabe 29 trägt dabei wechselweise mit den Außenlamellen geschichtete Innenlamellen. Die Lamellenkupplung 34 weist ein entsprechendes Lamellenpaket, bestehend aus den Außenlamellen und den Innenlamellen auf. Durch Betätigen des Lamellenpaketes kann die Lamellenkupplung 34 geschlossen werden und so entsprechend der Übersetzung der Planetengetriebestufe 24 ein Drehmoment von der E-Maschine 4 auf das Zahnrad 31 übertragen. Das Zahnrad 31 wiederum steht im kämmenden Eingriff mit einem Anlasserzahnrad 36. Die E-Maschine 4 ist somit über die erste Kupplung 30 mit dem Anlasserzahnrad 36 verbindbar.
Das Anlasserzahnrad 36 ist Teil eines Zahnkranzes 37. Der Zahnkranz 37 ist an seinem Innenumfang, insbesondere mittels eines Lagers 38 drehbar gelagert. Das Anlasserzahnrad 36 ist nun funktional wirksam mit der Welle 12 verbunden oder verbindbar, so dass durch Schließen der ersten Kupplung 30 der Verbrennungsmotor mittels der E-Maschine 4 startbar ist. In der dargestellten, besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Anlasserzahnrad 36 über einen weiteren Freilauf 39 funktional wirksam mit einer Kurbelwellenanordnung 40 (nur teilweise dargestellt) koppelbar. Die Kurbelwellenanordnung 40 ist mit einer Welle 12 verbunden zur Weiterleitung des Drehmomentes an das Getriebe. Das trockenlaufende Ausgangszahnrad 31, das Anlasserzahnrad 36 und der Freilauf bilden zusammen einen permanent eingespurten Starter. Der Freilauf 39 kann insbesondere als Klemmkörperfreilauf ausgestaltet sein. Durch den permanent eingespurten Starter ist die Akustik, insbesondere beim Startvorgang verbessert.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die E-Maschine 4 über eine zweite Kupplung 41 mit dem Differential 7, 8 koppelbar ist. In der dargestellten Ausgestaltung ist die zweite Kupplung 41 als Lamellenkupplung ausgebildet. Das entsprechende Lamellenpaket (nicht näher bezeichnet) weist von einem Innenlamellenträger 43 getragene Innenlamellen und von einem Außenlamellenträger 44 getragene Außenlamellen auf. Die Innenlamellen und die Außenlamellen sind wechselweise zueinander geschichtet. Der Außenlamellenträger 44 ist hier mehrfach gekröpft ausgebildet. Der Außenlamellenträger 44 ist ferner drehfest mit dem entsprechenden Differentialgehäuse 16, 17 verbunden. Zur Betätigung der zweiten Kupplung 41, nämlich insbesondere der Lamellenkupplung 42 ist nun ein axial verschiebbarer Betätigungskolben 45 vorgesehen. Der Betätigungskolben 45 ist durch ein Federmittel 46 derart vorgespannt, so dass in einer Grundstellung der zweiten Kupplung 41 die zweite Kupplung 41 geöffnet ist. In der in 2 dargestellten Ausgestaltung wirkt der Betätigungskolben 45 lediglich auf die zweite Kupplung 41, nämlich die Lamellenkupplung 42. Im Fall der Ausgestaltung gem. 1 und 2 ist der Betätigungskolben 45 doppeltwirkend ausgebildet, so dass der Betätigungskolben 45 durch das Federmittel 46 in eine schließende Stellung der ersten Kupplung 30 gedrängt wird. In der Grundstellung ist daher die erste Kupplung 30 geschlossen, wodurch der Verbrennungsmotor stets mittels der E-Maschine 4 gestartet werden kann. Es ist eine Startfunktion durch das Federmittel 46 in Form der Andrückfeder auch im Fehlerfall gegeben.
Durch Öffnen der ersten Kupplung 30 kann der Zahnkranz 37 zusammen mit dem Anlasserzahnrad 36 abgekoppelt werden. Durch den zusätzlichen Freilauf 39 steht dabei der entsprechende Zahnkranz 37. Der Zahnkranz 37 ist dabei durch den Freilauf 39 vom Verbrennungsmotor und damit von der Kurbelwellenanordnung 40 abgekoppelt und über die erste Kupplung 30 von der E-Maschine 4 getrennt. Wenn nun das Fahrzeug rein elektrisch bewegt werden soll, so kann der Verbrennungsmotor über eine nicht dargestellte Kupplung von dem Getriebe getrennt werden und zusätzlich die erste Kupplung 30 geöffnet werden, wodurch die E-Maschine 4 vom Verbrennungsmotor abgekoppelt ist. Hierdurch ist das Rekuperationspotential verbessert, da der Verbrennungsmotor nicht während einer rein elektrischen Fahrt mitgeschleppt werden muss. Die E-Maschine 4 kann insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten abgekoppelt werden, wobei der Zahnkranz 37 sowohl von der E-Maschine 4 über die erste Kupplung 30 als auch von dem Verbrennungsmotor über den Freilauf 39 abgekoppelt ist und entsprechend steht.
Das Zahnrad 31 ist insbesondere in einem Trockenraum 47 koaxial mit der Zwischenwelle 15 angeordnet. Die E-Maschine 4, die erste Kupplung 30 sowie die zweite Kupplung 41 sowie das entsprechende Differential 7, 8 sind in einem Nassraum 48 mit entsprechendem Öl (nicht dargestellt) angeordnet. Der Trockenraum 47 und der Nassraum 48 sind im Bereich des Zahnrades 31 insbesondere durch zwei Dichtmittel 49 an dem Gehäuse 27 und am weiteren Gehäuseteil 50 abgedichtet. Zwischen dem Zahnrad 31, dem weiteren Gehäuseteil 50 und der Hülse 32 sind entsprechend nicht näher bezeichnete Lager angeordnet und das Zahnrad 31 ist mittels einer nicht näher bezeichneten Dichtung, vorzugsweise eines O-Rings, gegen die Hülse 32 abgedichtet. Der Nassraum 48 ist dann dem Differential 7, 9 und dem Planetengetriebe 24 bzw. der E-Maschine 4 gemeinsam, wobei eine Verbindung zwischen diesen beiden seinen Teilen mittels der Ringräume sowohl zwischen dem Zahnrad 31 und der Hülse 32, als auch der Hülse und der Zwischenwelle 15 sichergestellt ist.
Zwischen dem Gehäuseteil 50 und den entsprechenden Differentialgehäusen 16, 17 sind entsprechend weitere Lager 51 angeordnet.
Zur Betätigung des Betätigungskolbens 45 ist im Fall der Ausgestaltung gemäß 1 und 3 ein Rampensteller 52 mit einem Schneckentrieb 53 verbunden.
Im Fall der Ausgestaltung gemäß 2 ist der Betätigungskolben 45 an einem Einrücklager 54 axial abgestützt. Das Einrücklager 54 kann durch einen entsprechenden Einrücker 55 axial betätigt und somit der Betätigungskolben 45 gegen die Federspannung zum Betätigen der zweiten Kupplung 41 verschoben werden.
Durch die hier beschriebenen Hybridantriebsstränge 1 bis 3 ist in modularer Bauweise ein Mildhybridantriebsstrang beschrieben, der insbesondere für Handschalt-, Automat- und/oder Doppelkupplungsgetriebe geeignet ist. Es ist kein zusätzlicher Riemenstartergenerator notwendig. Es kann eine einfache Lichtmaschine eingesetzt werden. Zum Betätigen der beiden Kupplungen 30, 41 ist nur eine Betätigungskraft nötig.
Die eingangs genannten Vorteile sind erzielt und entsprechende Nachteile sind vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Hybridantriebsstrang
2: Hybridantriebsstrang
3: Hybridantriebsstrang
4: E-Maschine
5: Stator
6: Rotor
7: Differential
8: Differential
9: Kegelraddifferential
10: Stirnraddifferential
11: Torsionsdämpfer
12: Welle
13: Achswelle
14: Achswelle
15: Zwischenwelle
16: Differentialgehäuse
17: Differentialgehäuse
18: Kegelrad
19: Ausgleichsrad
20: Achsrad
21: Achsrad
22: Lager
23: Sonnenrad
24: Planetengetriebestufe
25: Planetenrad
26: Hohlrad
27: Gehäuse
28: Steg
29: Nabe
30: erste Kupplung
31: Zahnrad
32: Hülse
33: Lager
34: Lamellenkupplung
35: Freilauf
36: Anlasserzahnrad
37: Zahnkranz
38: Lager
39: Freilauf
40: Kurbelwellenanordnung
41: zweite Kupplung
42: Lamellenkupplung
43: Innenlamellenträger
44: Außenlamellenträger
45: Betätigungskolben
46: Federmittel
47: Trockenraum
48: Nassraum
49: Dichtmittel
50: Gehäuseteil
51: Lager
52: Rampensteller
53: Schneckentrieb
54: Einrücklager
55: Einrücker

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3636286 A1 [0002]
US 7690280 B2 [0003]
EP 2556978 A1 [0004]

Claims

Hybridantriebsstrang (1, 2, 3) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer E-Maschine (4), mit einem Differential (7, 8), wobei zum Starten des Verbrennungsmotors die E-Maschine (4) über eine erste Kupplung (30) funktional wirksam mit dem Verbrennungsmotor koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die E-Maschine (4) über eine zweite Kupplung (41) mit dem Differential (7, 8) koppelbar ist.
Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Differentials (7, 8) der Leistungsfluss auf zwei Achswellen (13, 14) funktional wirksam aufteilbar ist, wobei die E-Maschine (4) konzentrisch zu wenigstens einer der Achswellen (13, 14) angeordnet ist.
Hybridantriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (6) der E-Maschine (4) auf einer Zwischenwelle (15) drehbar gelagert ist, wobei die Zwischenwelle (15) eine der Achswellen (14) mit dem Differential (7, 8) verbindet.
Hybridantriebsstranganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die E-Maschine (4) über eine Planetengetriebestufe (24) mit der ersten Kupplung (30) und der zweiten Kupplung (41) verbunden ist.
Hybridantriebsstrang nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (41) ausgangsseitig mit einem Differentialgehäuse (16, 17) drehfest gekoppelt ist, wobei das Differentialgehäuse (16, 17) mindestens ein Kegelrad (18) und/oder mindestens ein Ausgleichsrad (19) trägt.
Hybridantriebsstrang nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (41) als Lamellenkupplung (42) ausgebildet ist, wobei die Lamellenkupplung (42) mittels eines Betätigungskolbens (45) betätigbar ist.
Hybridantriebsstrang nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (45) durch ein Federmittel (46) derart vorgespannt ist, dass in der Grundstellung die zweite Kupplung (41) geöffnet ist.
Hybridantriebsstrang nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (30) als Lamellenkupplung (34) ausgebildet ist, wobei in der Grundstellung die erste Kupplung (30) geschlossen ist wobei der Betätigungskolben (45) als doppelt wirkender Betätigungskolben (45) ausgebildet ist und die beiden Lammellenkupplungen (34, 42) betätigen kann.
Hybridantriebsstrang nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (30) als Freilauf (35) ausgebildet ist.
Hybridantriebsstrang nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (30) ausgangsseitig ein Zahnrad (31) antreibt, wobei das Zahnrad (31) im kämmenden Eingriff mit einem Anlasserzahnrad (36) steht.
Hybridantriebsstrang nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlasserzahnrad (36) über einen Freilauf (39) mit einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Kurbelwellenanordnung (40) in Verbindung steht.
Hybridantriebsstrang nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlasserzahnrad (36) und das Zahnrad (31) in einem Trockenraum (47) angeordnet sind, wobei die E-Maschine (4), die beiden Kupplungen (30, 41) und das Differential (7, 8) in einem Nassraum (48) angeordnet sind.
Hybridantriebsstrang nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenraum (47) und der Nassraum (48) im Bereich des Zahnrades (31) durch Dichtmittel (49) an einem Gehäuse (27) und einem Gehäuseteil (50) abgedichtet sind