DE102015212291A1 - Drive device for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, mit: – einer Verbrennungskraftmaschine (2) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, – einem von der Verbrennungskraftmaschine (2) antreibbaren Getriebe (4), über welches das Kraftfahrzeug antreibbar ist, – einer elektrischen Maschine (6), – wenigstens einem Gehäuse (7), – einem als Minusgetriebe ausgebildeten und von dem Getriebe (4) unterschiedlichen Planetenradsatz (8), welcher ein Sonnenrad (9) als erstes Getriebeelement, ein Hohlrad (10) als zweites Getriebeelement und einen Planetenträger (11) umfasst, welcher mit dem Getriebe (4) eingangsseitig gekoppelt ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem der Getriebeelemente und die elektrische Maschine (6) mit dem anderen Getriebeelement gekoppelt ist, – einer Verblockungseinrichtung (14) zum Verblocken des Planetenradsatzes (8), und – einer Bremseinrichtung (13) zum Bremsen der Verbrennungskraftmaschine (2) gegen das Gehäuse (7).The invention relates to a drive device (1) for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, comprising: - an internal combustion engine (2) for driving the motor vehicle; - a transmission (4) which can be driven by the internal combustion engine (2) and via which the motor vehicle can be driven - an electric machine (6), - at least one housing (7), - a planetary gear set (8) designed as a negative gear and different from the gearbox (4), which has a sun gear (9) as a first gear element, a ring gear (10 ) as a second transmission element and a planet carrier (11) which is coupled to the input side of the transmission (4), wherein the internal combustion engine (2) with one of the transmission elements and the electric machine (6) is coupled to the other transmission element, - a blocking device (14) for blocking the planetary gear set (8), and - a braking device (13) for braking the internal combustion engine (2 ) against the housing (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Hybrid-Fahrzeuge hinlänglich bekannt. Ein solches Hybrid-Fahrzeug weist einen Antriebsstrang auf, welcher auch als hybrider Antriebsstrang bezeichnet wird. Dieser Antriebsstrang zum Antreiben des Hybrid-Fahrzeugs umfasst üblicherweise eine Verbrennungskraftmaschine sowie wenigstens eine elektrische Maschine, welche beispielsweise in einem Motorbetrieb und/oder einem Generatorbetrieb betreibbar ist. Im Motorbetrieb fungiert die elektrische Maschine als Elektromotor, mittels welchem das Hybrid-Fahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Darunter ist beispielsweise ein unterstützendes Antreiben zu verstehen, sodass das Hybrid-Fahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine und gleichzeitig mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird. Ferner ist es denkbar, das Hybrid-Fahrzeug im Motorbetrieb der elektrischen Maschine rein elektrisch mittels der elektrischen Maschine anzutreiben, wobei das Hybrid-Fahrzeug nicht mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Im Generatorbetrieb ist es beispielsweise möglich, zumindest einen Teil der kinetischen Energie des sich bewegenden Fahrzeugs mittels der als Generator wirkenden elektrischen Maschine in elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom umzuwandeln, wodurch das Fahrzeug verlangsamt, das heißt abgebremst wird. Ferner ist es möglich, eine Lastpunktverschiebung beziehungsweise eine Lastpunktanhebung mittels der elektrischen Maschine zu bewirken, sodass die Verbrennungskraftmaschine in einem besonders günstigen Wirkungsgradbereich betrieben werden kann. Außerdem ist es beispielsweise möglich, die elektrische Maschine insbesondere in ihrem Motorbetrieb zum Anlassen, das heißt zum Starten der Verbrennungskraftmaschine zu nutzen.From the general state of the art hybrid vehicles are well known. Such a hybrid vehicle has a powertrain, which is also referred to as a hybrid powertrain. This drive train for driving the hybrid vehicle usually comprises an internal combustion engine and at least one electric machine, which is operable, for example, in an engine operation and / or a generator operation. In engine operation, the electric machine acts as an electric motor by means of which the hybrid vehicle can be driven electrically. By this is meant, for example, a supporting drive, so that the hybrid vehicle is driven by means of the internal combustion engine and at the same time by means of the electric machine. Furthermore, it is conceivable to drive the hybrid vehicle in engine operation of the electric machine purely electrically by means of the electric machine, wherein the hybrid vehicle is not driven by means of the internal combustion engine. In generator operation, it is possible, for example, to convert at least part of the kinetic energy of the moving vehicle by means of acting as a generator electric machine into electrical energy or electric current, whereby the vehicle slows down, that is slowed down. Further, it is possible to effect a load point shift or a load point increase by means of the electric machine, so that the internal combustion engine can be operated in a particularly favorable efficiency range. In addition, it is possible, for example, to use the electric machine, in particular in its engine operation for starting, that is to start the internal combustion engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders vorteilhafter Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren lässt.The object of the present invention is to provide a drive device for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, by means of which a particularly advantageous operation of the motor vehicle can be realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.This object is achieved by a drive device with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the independent claims.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, weist eine Verbrennungs kraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Getriebe, über welches das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Beispielsweise können Räder des Kraftfahrzeugs über das Getriebe von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Die Antriebseinrichtung weist ferner eine elektrische Maschine, ein Gehäuse sowie einen als Minusgetriebe ausgebildeten und von dem Getriebe unterschiedlichen Planetenradsatz auf. Dies bedeutet, dass der Planetenradsatz zusätzlich zu dem Getriebe vorgesehen ist, sodass das Getriebe auch als Hauptgetriebe bezeichnet wird. Der Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad als erstes Getriebeelement sowie ein Hohlrad als zweites Getriebeelement. Ferner weist der Planetenradsatz einen Planetenträger auf, welcher mit dem Getriebe eingangsseitig gekoppelt ist. Dies bedeutet, dass das Getriebe über den Planetenträger insbesondere von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Hierzu weist das Getriebe beispielsweise ein Eingangselement, insbesondere in Form einer Eingangswelle, auf, welche mit dem Planetenträger gekoppelt ist.The drive device according to the invention for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, has an internal combustion engine for driving the motor vehicle. Furthermore, the drive device according to the invention comprises a drivable by the internal combustion engine transmission via which the motor vehicle is driven. For example, wheels of the motor vehicle can be driven by the transmission of the internal combustion engine. The drive device also has an electric machine, a housing and a planetary gearset designed as a minus gear and different from the gearbox. This means that the planetary gear is provided in addition to the transmission, so that the transmission is also referred to as the main transmission. The planetary gear set includes a sun gear as a first transmission element and a ring gear as a second transmission element. Furthermore, the planetary gear set on a planet carrier, which is coupled to the input side of the transmission. This means that the transmission can be driven by the planet carrier, in particular by the internal combustion engine. For this purpose, the transmission, for example, an input element, in particular in the form of an input shaft, which is coupled to the planet carrier.

Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei mit einem der Getriebeelemente gekoppelt, wobei die elektrische Maschine mit dem anderen Getriebeelement des Planetenradsatzes gekoppelt ist. Unter der jeweiligen Kopplung ist grundsätzlich zu verstehen, dass zwischen den jeweiligen, miteinander gekoppelten Bauteilen Drehmomente übertragen werden können. Dabei sind die Bauteile beispielsweise miteinander drehfest verbunden oder drehfest miteinander verbindbar, beispielsweise über eine zu öffnende und schließbare Kopplungseinrichtung.The internal combustion engine is coupled to one of the transmission elements, wherein the electric machine is coupled to the other transmission element of the planetary gear set. Under the respective coupling is to be understood in principle that between the respective coupled components torque can be transmitted. The components are, for example, connected to each other in a rotationally fixed or rotatably connected to each other, for example via an openable and closable coupling device.

Die Antriebseinrichtung umfasst ferner eine Verblockungseinrichtung zum Verblocken des Planetenradsatzes. Unter einer solchen Verblockung des Planetenradsatzes kann eine Überbrückung verstanden werden, sodass der Planetenradsatz in seinem verblockten Zustand als Ganzes beziehungsweise als Block umläuft. Darüber hinaus weist die Antriebseinrichtung eine Bremseinrichtung zum Bremsen der Verbrennungskraftmaschine gegen das Gehäuse auf. Unter diesem Bremsen ist zu verstehen, dass die Drehzahl der Kraftmaschine relativ zum Gehäuse mittels der Bremseinrichtung zumindest in eine Drehrichtung beeinflusst und dabei reduziert werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbrennungskraftmaschine mittels der Bremseinrichtung in zumindest eine Drehrichtung an dem Gehäuse festlegbar ist, wodurch in die zumindest eine Drehrichtung eine Relativdrehung zwischen dem Gehäuse und der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise deren Abtriebswelle vermieden ist.The drive device further comprises a blocking device for blocking the planetary gear set. Such a blocking of the planetary gear set can be understood as bridging, so that the planetary gear set rotates in its blocked state as a whole or as a block. In addition, the drive device has a braking device for braking the internal combustion engine against the housing. Under this braking is to be understood that the speed of the engine relative to the housing by means of the braking device influenced at least in one direction of rotation and thereby can be reduced. In particular, it can be provided that the internal combustion engine can be fixed by means of the braking device in at least one direction of rotation of the housing, whereby in the at least one direction of rotation a relative rotation between the housing and the internal combustion engine or the output shaft is avoided.

Mittels der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist ein besonders vorteilhafter Betrieb des vorzugsweise als Hybrid-Fahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs realisierbar, da bei der Antriebseinrichtung ein sogenannter Schleppstart der Verbrennungskraftmaschine auch bei hohen Fahrleistungen möglich ist. Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei üblichen hybriden Antriebssträngen eine Zustarteinrichtung benötigt wird, um die Verbrennungskraftmaschine anzulassen, da der Schleppstart üblicherweise nur bei sehr geringen Fahrleistungen durchführbar ist. Des Weiteren werden üblicherweise die elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, jeweils mit einer Übersetzung von 1 an das Getriebe beziehungsweise dessen Eingang angebunden, weshalb üblicherweise bei einem Wechsel vom elektrischen Fahren ins hybridische Fahren eine Vielzahl von Gangwechseln im Getriebe erforderlich ist.By means of the drive device according to the invention, a particularly advantageous operation of the preferably designed as a hybrid vehicle motor vehicle can be realized, since in the drive device, a so-called drag start the Internal combustion engine is possible even at high speeds. The invention is based in particular on the finding that in conventional hybrid drive trains a Zustarteinrichtung is required to start the internal combustion engine, since the tow start is usually feasible only at very low mileage. Furthermore, usually the electric machine and the internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine, each connected to a translation of 1 to the transmission or its input, which is why usually a change of electric driving into hybrid driving a variety of gear changes in the transmission required is.

Unter dem elektrischen Fahren ist zu verstehen, dass das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere in deren Motorbetrieb, rein elektrisch angetrieben wird, während ein durch den Verbrennungsmotor bewirktes Antreiben unterbleibt. Unter dem hybridischen Verfahren ist beispielsweise zu verstehen, dass das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, wobei gleichzeitig die elektrische Maschine betrieben wird. Hierbei wird beispielsweise die elektrische Maschine in ihrem Motorbetrieb betrieben, sodass das Kraftfahrzeug auch mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird. Dabei wird beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine durch die elektrische Maschine beim Antreiben des Kraftfahrzeugs unterstützt.Under the electric driving is to be understood that the motor vehicle by means of the electric machine, in particular in their engine operation, is driven purely electrically, while a caused by the internal combustion engine driving is omitted. By the hybrid method is meant, for example, that the motor vehicle is driven by means of the internal combustion engine, wherein at the same time the electric machine is operated. Here, for example, the electric machine is operated in its engine operation, so that the motor vehicle is also driven by the electric machine. In this case, for example, the internal combustion engine is supported by the electric machine when driving the motor vehicle.

Beim hybridischen Fahren kann beispielsweise eine Lastpunktanhebung beziehungsweise Lastpunktverschiebung mittels der elektrischen Maschine bewirkt werden, sodass die Verbrennungskraftmaschine beim Antreiben des Kraftfahrzeugs in einem besonders günstigen Wirkungsgradbereich betrieben werden kann. Infolge der Lastpunktverschiebung ist es möglich, die Verbrennungskraftmaschine in einem Wirkungsgradbereich zu betreiben, welcher günstiger ist als wenn das Kraftfahrzeug mithilfe der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden würde und die elektrische Maschine nicht vorgesehen wäre. Unter dem günstigen Wirkungsgradbereich ist zu verstehen, dass ein besonders effizienter und damit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.When hybrid driving, for example, a load point increase or load point shift can be effected by means of the electric machine, so that the internal combustion engine can be operated when driving the motor vehicle in a particularly favorable efficiency range. As a result of the load point shift, it is possible to operate the internal combustion engine in an efficiency range, which is more favorable than if the motor vehicle would be driven by means of the internal combustion engine and the electric machine would not be provided. Under the favorable efficiency range is to be understood that a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine can be realized.

Ferner bietet die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung insbesondere bei dem elektrischen Fahren eine zusätzliche Übersetzung für die elektrische Maschine, was die Ankoppeldrehzahl der Verbrennungskraftmaschine beim Wechsel ins hybridische Fahren sowie die Anzahl an Schaltvorgängen im Getriebe reduziert. Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist darüber hinaus eine Lastpunktanhebung im Bereich der Kriechgeschwindigkeit unter Zuhilfenahme der Verblockungseinrichtung möglich, sodass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb realisieren lässt. Ferner ist es möglich, die Verbrennungskraftmaschine kontrolliert abzulegen, sodass Schwingungsanregungen reduziert werden können und ein unerwünschtes Rückwärtsdrehen des Verbrennungsmotors vermieden werden kann.Further, the drive device according to the invention provides, in particular in the electric driving an additional translation for the electric machine, which reduces the Ankoppeldrehzahl the internal combustion engine when changing to hybrid driving and the number of shifts in the transmission. In the case of the drive device according to the invention, moreover, a load point increase in the region of the creeping speed with the aid of the blocking device is possible, so that a particularly advantageous operation can be realized. Furthermore, it is possible to deposit the internal combustion engine in a controlled manner so that vibration excitations can be reduced and unwanted reverse rotation of the internal combustion engine can be avoided.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbrennungskraftmaschine mit dem Sonnenrad gekoppelt, wodurch ein besonders vorteilhafter Betrieb darstellbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the internal combustion engine is coupled to the sun gear, whereby a particularly advantageous operation can be displayed.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Maschine mit dem Hohlrad gekoppelt ist. Dadurch können besonders vorteilhafte Übersetzungen realisiert werden.A further embodiment provides that the electric machine is coupled to the ring gear. As a result, particularly advantageous translations can be realized.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verblockungseinrichtung eine Koppeleinrichtung, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes der Planetenträger mit dem Sonnenrad drehfest koppelbar ist. Im miteinander gekoppelten beziehungsweise drehfest verbundenen Zustand drehen der Planetenträger und das Sonnenrad gemeinsam um.In a further embodiment of the invention, the blocking device is a coupling device, by means of which the planet carrier with the sun gear rotatably coupled for blocking the planetary gear set. In mutually coupled or non-rotatably connected state, the planet carrier and the sun gear rotate together.

Alternativ ist es denkbar, dass die Verblockungseinrichtung eine Koppeleinrichtung ist, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes der Planetenträger mit dem Hohlrad drehfest koppelbar ist.Alternatively, it is conceivable that the blocking device is a coupling device, by means of which the planet carrier is rotatably coupled with the ring gear for blocking the planetary gear set.

Eine alternative Ausführungsform sieht vorteilhafter Weise vor, dass die Verblockungseinrichtung eine Koppeleinrichtung ist, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes das Hohlrad mit dem Sonnenrad drehfest koppelbar ist, sodass dann das Hohlrad mit dem Sonnenrad um dreht.An alternative embodiment advantageously provides that the blocking device is a coupling device, by means of which the ring gear is rotatably coupled with the sun gear for blocking the planetary gear set, so that then the ring gear rotates with the sun gear.

Um die Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft gegen das Gehäuse abbremsen zu können, ist die Bremseinrichtung beispielsweise als Bremse ausgebildet.In order to decelerate the internal combustion engine particularly advantageous against the housing, the braking device is formed for example as a brake.

Unter einer solchen Bremse ist eine Reibbremse zu verstehen, mittels welcher die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere ihre Abtriebswelle, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente beispielsweise zum Antreiben des Getriebes bereitstellt, in Relation zu dem Gehäuse abgebremst werden kann.Such a brake is understood to mean a friction brake by means of which the internal combustion engine, in particular its output shaft, via which the internal combustion engine provides torques, for example for driving the transmission, can be braked in relation to the housing.

Alternativ hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Bremseinrichtung als Kupplung, Klauenschaltelement oder Freilauf, insbesondere schaltbarer Freilauf, ausgebildet ist.Alternatively, it has been found to be particularly advantageous if the braking device is designed as a clutch, claw switching element or freewheel, in particular switchable freewheel.

Durch das Gehäuse ist beispielsweise ein Aufnahmeraum begrenzt, in dem die elektrische Maschine und/oder Planetenradsatz zumindest teilweise aufgenommen sind. Insbesondere ist es möglich, dass die elektrische Maschine sowie der Planetenradsatz Bestandteile eines Hybridmoduls sind, das auf besonders einfache Weise verbaut und dabei insbesondere zwischen die Verbrennungskraftmaschine und das Getriebe (Hauptgetriebe) eingebaut werden kann.By the housing, for example, a receiving space is limited, in which the electric machine and / or planetary gear at least partially recorded. In particular, it is possible for the electric machine and the planetary gear set to be components of a hybrid module which can be installed in a particularly simple manner and, in particular, installed between the internal combustion engine and the transmission (main transmission).

Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung. Vorteile und Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind als Vorteile und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, with a drive device according to the invention. Advantages and embodiments of the drive device according to the invention are to be regarded as advantages and embodiments of the motor vehicle according to the invention and vice versa.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt die Zeichnung in der einzigen Figur eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug in Form eines Hybrid-Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebseinrichtung eine Verbrennungskraftmaschine, ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Getriebe, eine elektrische Maschine, ein Gehäuse, einen als Minusgetriebe ausgebildeten und von dem Getriebe unterschiedlichen Planetenradsatz, eine Verblockungseinrichtung und eine Bremseinrichtung umfasst.Further details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with the accompanying drawings. The drawing in the single figure shows a schematic representation of a drive device for a motor vehicle in the form of a hybrid motor vehicle, wherein the drive means is an internal combustion engine, a drivable by the internal combustion engine gearbox, an electric machine, a housing, as a negative gear and of the Transmission different planetary gear, a blocking device and a braking device comprises.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Antriebseinrichtung für ein als Hybrid-Fahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 2, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 2 umfasst eine Abtriebswelle 3, über welche die Verbrennungskraftmaschine 2 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Die Verbrennungskraftmaschine 2 ist dabei beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und weist wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders auf, wobei die Abtriebswelle 3 als Kurbelwelle ausgebildet ist.The single figure shows a schematic representation of a whole with 1 designated drive device for a trained as a hybrid vehicle motor vehicle, especially passenger car. The drive device 1 includes an internal combustion engine 2 , which is also referred to as an internal combustion engine. The internal combustion engine 2 includes an output shaft 3 about which the internal combustion engine 2 Torques for driving the motor vehicle provides. The internal combustion engine 2 is designed for example as a reciprocating internal combustion engine and has at least one combustion chamber in the form of a cylinder, wherein the output shaft 3 is designed as a crankshaft.

Die Antriebseinrichtung 1 umfasst ferner ein von der Verbrennungskraftmaschine 2 antreibbares Getriebe 4, welches beispielsweise eine Mehrzahl von schaltbaren beziehungsweise einlegbaren Gängen umfasst. Das Getriebe 4 weist ein Eingangselement in Form einer Eingangswelle 5 auf, welche von der Verbrennungskraftmaschine 3 antreibbar ist. Von der Verbrennungskraftmaschine 2 bereitgestellte Drehmomente zum Antreiben des Getriebes 4 werden über die Eingangswelle 5 in das Getriebe 4 eingeleitet, wobei das Getriebe 4 genutzt wird, um eine Drehzahl- und Drehmomentwandlung durchzuführen. Das Getriebe 4 weist beispielsweise eine in der Figur nicht erkennbare Ausgangswelle auf, über welche Räder des Kraftfahrzeugs und somit das Kraftfahrzeug selbst antreibbar sind. Im Rahmen der Drehmoment- und Drehzahlwandlung werden Drehmomente, welche über die Eingangswelle 5 in das Getriebe 4 eingeleitet werden, sowie Drehzahlen, mit denen sich die Eingangswelle 5 dreht, in demgegenüber unterschiedliche Drehmomente und Drehzahlen umgewandelt, wobei diese Drehmomente über die Ausgangswelle bereitgestellt werden und sich die Ausgangswelle mit den Drehzahlen dreht.The drive device 1 further includes one of the internal combustion engine 2 drivable transmission 4 which comprises, for example, a plurality of switchable or insertable gears. The gear 4 has an input element in the form of an input shaft 5 on which of the internal combustion engine 3 is drivable. From the internal combustion engine 2 provided torques for driving the transmission 4 be over the input shaft 5 in the transmission 4 initiated, the transmission 4 is used to perform a speed and torque conversion. The gear 4 has, for example, an output shaft, not recognizable in the figure, via which wheels of the motor vehicle and thus the motor vehicle itself can be driven. In the context of torque and speed conversion, torques are transmitted through the input shaft 5 in the transmission 4 be initiated, as well as speeds with which the input shaft 5 rotates, in contrast, different torques and speeds converted, these torques are provided via the output shaft and the output shaft rotates with the rotational speeds.

Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung 1 eine elektrische Maschine 6, welche beispielsweise in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betreibbar ist. Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung 1 ein in der Figur nur sehr schematisch dargestelltes und ausschnittsweise erkennbares Gehäuse 7, in dem beispielsweise die elektrische Maschine 6 aufgenommen ist. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 1 einen als Minusgetriebe ausgebildeten und von dem Getriebe 4 unterschiedlichen Planetenradsatz 8, welcher ebenfalls in dem Gehäuse 7 aufgenommen ist. Der Planetenradsatz 8 ist ein Planetengetriebe, welches als Minusgetriebe oder Minus-Planetengetriebe ausgebildet ist. Daher wird der Planetenradsatz auch als Minus-Planetenradsatz bezeichnet. Unter dem Begriff Minusgetriebe, Minus-Planetengetriebe beziehungsweise Minus-Planetenradsatz ist ein Planetengetriebe mit negativer Standübersetzung beziehungsweise Standgetriebeübersetzung zu verstehen.In addition, the drive device comprises 1 an electric machine 6 which is operable, for example, in an engine operation and in a generator operation. In addition, the drive device comprises 1 a in the figure only very schematically illustrated and partially recognizable housing 7 in which, for example, the electric machine 6 is included. Furthermore, the drive device comprises 1 a trained as a negative gear and the transmission 4 different planetary gear set 8th which also in the housing 7 is included. The planetary gear set 8th is a planetary gear, which is designed as a negative or negative planetary gear. Therefore, the planetary gear is also referred to as minus planetary gear set. The term minus gear, minus planetary gear or minus planetary gear is to be understood as a planetary gear with negative stand ratio or stationary gear ratio.

Der Planetenradsatz 8 umfasst ein Sonnenrad 9 als erstes Getriebeelement sowie ein Hohlrad 10 als zweites Getriebeelement. Ferner umfasst der Planetenradsatz 8 einen Planetenträger 11 sowie eine Mehrzahl von Planetenrädern, von denen in der Figur ein mit 12 bezeichnetes Planetenrad erkennbar ist. Die Planetenräder sind dabei drehbar an dem Planetenträger 11 gelagert, welcher auch als Steg bezeichnet wird. Bei der Antriebseinrichtung 1 ist die Verbrennungskraftmaschine 2 mit einem der Getriebeelemente und vorliegend mit dem Sonnenrad 9 gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen dem einen Getriebeelement beziehungsweise dem Sonnenrad 9 und der Verbrennungskraftmaschine 2 beziehungsweise deren Abtriebswelle 3 übertragbar sind. Dadurch ist beispielsweise das Sonnenrad 9 von der Verbrennungskraftmaschine 2 über ihre Abtriebswelle 3 antreibbar.The planetary gear set 8th includes a sun wheel 9 as the first transmission element and a ring gear 10 as a second transmission element. Furthermore, the planetary gearset includes 8th a planet carrier 11 and a plurality of planetary gears, one of which in the figure with 12 designated planet gear is recognizable. The planet gears are rotatably mounted on the planet carrier 11 stored, which is also referred to as a bridge. In the drive device 1 is the internal combustion engine 2 with one of the transmission elements and in this case with the sun gear 9 coupled, so that torques between the one transmission element or the sun gear 9 and the internal combustion engine 2 or their output shaft 3 are transferable. As a result, for example, the sun gear 9 from the internal combustion engine 2 over its output shaft 3 drivable.

Die elektrische Maschine 6 ist mit dem anderen Getriebeelement und vorliegend dem Hohlrad 10 gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der elektrischen Maschine 6 und dem Hohlrad 10 übertragbar sind. Die elektrische Maschine 6 umfasst einen Stator und einen Rotor, welcher um eine Drehachse relativ zum Stator drehbar ist. Dabei ist der Rotor von dem Stator antreibbar. Der Rotor ist beispielsweise drehfest mit dem Hohlrad 10 verbunden beziehungsweise verbindbar, sodass – beispielsweise im Motorbetrieb der elektrischen Maschine 6 – das Hohlrad 10 von der elektrischen Maschine 6 beziehungsweise deren Rotor angetrieben wird. Im Motorbetrieb fungiert die elektrische Maschine 6 nämlich als Elektromotor. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 6 beziehungsweise ihr Rotor – insbesondere im Generatorbetrieb – von dem Hohlrad 10 antreibbar ist.The electric machine 6 is with the other transmission element and in this case the ring gear 10 coupled, allowing torques between the electric machine 6 and the ring gear 10 are transferable. The electric machine 6 includes a stator and a rotor which is rotatable about an axis of rotation relative to the stator. The rotor can be driven by the stator. The rotor is for example, rotationally fixed with the ring gear 10 connected or connectable, so that - for example, in engine operation of the electric machine 6 - the ring gear 10 from the electric machine 6 or whose rotor is driven. During engine operation, the electric machine functions 6 namely as an electric motor. Furthermore, it is conceivable that the electric machine 6 or her rotor - especially in generator mode - of the ring gear 10 is drivable.

Das Hybrid-Fahrzeug umfasst beispielsweise wenigstens einen in der Figur nicht dargestellten Energiespeicher, insbesondere in Form einer Batterie, mittels welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Im Motorbetrieb wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherten Strom versorgt und dadurch betrieben. Im Generatorbetrieb stellt das Hohlrad 10 mechanische Energie bereit, mittels welcher die elektrische Maschine 6 angetrieben wird. Mittels der elektrischen Maschine 6 wird zumindest ein Teil der bereitgestellten mechanischen Energie in elektrische Energie umgewandelt, welche beispielsweise in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Dabei wird das Hohlrad 10 beispielsweise von Rädern des sich bewegenden Kraftfahrzeugs angetrieben, sodass zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine 6 in deren Generatorbetrieb in elektrische Energie umgewandelt werden kann, wodurch das Kraftfahrzeug abgebremst beziehungsweise verlangsamt wird. Das Hohlrad 10 weist eine Verzahnung in Form einer Innenverzahnung auf, wobei das Planetenrad 12 beziehungsweise die Planetenräder mit dem Hohlrad 10 kämmen. Ferner kämmt das Sonnenrad 9 mit den Planetenrädern. Insgesamt ist aus der Figur erkennbar, dass die Eingangswelle 5 über den beziehungsweise von dem Planetenträger 11 antreibbar ist beziehungsweise umgekehrt.The hybrid vehicle comprises, for example, at least one energy store, not shown in the figure, in particular in the form of a battery, by means of which electrical energy or electrical current can be stored. During engine operation, the electric machine is supplied with power stored in the energy storage and thereby operated. In generator mode, the ring gear provides 10 mechanical energy ready by means of which the electric machine 6 is driven. By means of the electric machine 6 At least a part of the provided mechanical energy is converted into electrical energy, which can be stored for example in the energy storage. This is the ring gear 10 For example, driven by wheels of the moving motor vehicle, so that at least a part of the kinetic energy of the motor vehicle by means of the electric machine 6 can be converted into electrical energy in the generator mode, whereby the motor vehicle is decelerated or slowed down. The ring gear 10 has a toothing in the form of an internal toothing, wherein the planet gear 12 or the planet gears with the ring gear 10 comb. Furthermore, the sun wheel meshes 9 with the planet wheels. Overall, it can be seen from the figure that the input shaft 5 over or from the planet carrier 11 is drivable or vice versa.

Die Antriebseinrichtung 1 umfasst ferner eine Kupplung 14 zum Verblocken des Planetenradsatzes 8. Mit anderen Worten ist die Kupplung 14 eine Verblockungseinrichtung, mittels welcher der Planetenradsatz 8 verblockt werden kann, sodass der als Ganzes beziehungsweise Block umläuft. Bei der in der Figur veranschaulichten Ausführungsform ist die Kupplung 14 zwischen dem Planetenträger 11 und dem Sonnenrad 8 angeordnet, sodass zum Verblocken des Planetenradsatzes 8 der Planetenträger 11 mit dem Sonnenrad 9 mittels der Kupplung 14 drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Alternativ ist es denkbar, die Kupplung 14 zum Verblocken des Planetenradsatzes 8 zwischen dem Planetenträger 11 und dem Hohlrad 10 oder dem Sonnenrad 9 und dem Hohlrad 10 anzuordnen, sodass diese mittels der Kupplung 14 drehfest miteinander verbunden werden können. Unter der Verblockung des Planetenradsatzes 8 ist zu verstehen, dass der Planetenradsatz 8 überbrückt wird, insbesondere bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Verbrennungskraftmaschine 2 zu dem Getriebe 4.The drive device 1 further comprises a coupling 14 for blocking the planetary gear set 8th , In other words, the clutch 14 a blocking device, by means of which the planetary gear set 8th can be blocked, so that circulates as a whole or block. In the embodiment illustrated in the figure, the coupling is 14 between the planet carrier 11 and the sun wheel 8th arranged so that to lock the planetary gear set 8th the planet carrier 11 with the sun wheel 9 by means of the coupling 14 rotatably coupled or connectable. Alternatively, it is conceivable, the clutch 14 for blocking the planetary gear set 8th between the planet carrier 11 and the ring gear 10 or the sun wheel 9 and the ring gear 10 to arrange, so that these by means of the coupling 14 rotatably connected to each other. Under the blocking of the planetary gear set 8th is to be understood that the planetary gear set 8th is bridged, in particular based on a torque flow from the internal combustion engine 2 to the transmission 4 ,

Darüber hinaus ist eine Bremseinrichtung 13 vorgesehen. Mit anderen Worten umfasst die Antriebseinrichtung 1 die Bremseinrichtung 13, mittels welcher die Verbrennungskraftmaschine 2, das heißt ihre Abtriebswelle 3 gegen das Gehäuse 7 gebremst werden kann. Die Bremseinrichtung 13 ist dabei schaltbar und somit ein Schaltelement, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine 2 beziehungsweise die Abtriebswelle 3 gegen das Gehäuse 7 schaltbar gebremst werden kann. Insbesondere ist es mittels der Bremseinrichtung 13 möglich, die Verbrennungskraftmaschine 2 beziehungsweise die Abtriebswelle 3 in zumindest eine Drehrichtung gegen das Gehäuse 7 abzubremsen, worunter verstanden werden kann, dass die Abtriebswelle 3 in die zumindest eine Drehrichtung am Gehäuse 7 mittels der Bremseinrichtung 13 festgelegt werden kann. Dabei kann die Bremseinrichtung 13 als Kupplung, Klauenschaltelement oder Freilauf insbesondere schaltbarer Freilauf, ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass die Bremseinrichtung 13 als Bremse, das heißt als Reibbremse ausgebildet ist, mittels welcher die Abtriebswelle 3 abgebremst und dabei in zumindest eine Drehrichtung am Gehäuse 7 festgelegt werden kann.In addition, a braking device 13 intended. In other words, the drive device comprises 1 the braking device 13 , by means of which the internal combustion engine 2 that is, its output shaft 3 against the case 7 can be slowed down. The braking device 13 is switchable and thus a switching element by means of which the internal combustion engine 2 or the output shaft 3 against the case 7 can be braked switchable. In particular, it is by means of the braking device 13 possible, the internal combustion engine 2 or the output shaft 3 in at least one direction of rotation against the housing 7 slow down, by which it can be understood that the output shaft 3 in the at least one direction of rotation on the housing 7 by means of the braking device 13 can be determined. In this case, the braking device 13 be designed as a clutch, claw switching element or freewheel, in particular switchable freewheel. Furthermore, it is conceivable that the braking device 13 as a brake, that is designed as a friction brake, by means of which the output shaft 3 braked and thereby in at least one direction of rotation of the housing 7 can be determined.

In der Figur ist ferner erkennbar, dass die elektrische Maschine 6 und der Planetenradsatz 8 sowie die Bremseinrichtung 13 und die Kupplung 14 Bestandteile eines im Ganzen mit 15 bezeichneten Hybridmoduls sind, das als Modulbauteil auf besonders einfache Weise zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und dem Getriebe 4 verbaut und an diese angebunden werden kann.It can also be seen in the figure that the electric machine 6 and the planetary gear set 8th and the braking device 13 and the clutch 14 Components of a whole with 15 are designated hybrid module that as a modular component in a particularly simple manner between the internal combustion engine 2 and the transmission 4 can be installed and connected to these.

Die Antriebseinrichtung 1 ermöglicht einen Schleppstart der Verbrennungskraftmaschine 2 auch bei hohen Fahrleistungen. Hierbei fungiert die elektrische Maschine 6 in ihrem Motorbetrieb als Anlasser beziehungsweise Starter, mittels welchem die Abtriebswelle 3 angetrieben wird, um dadurch die Verbrennungskraftmaschine 2 anzulassen, das heißt zu starten. Ferner ist bei der Antriebseinrichtung 1 bei einem elektrischen Fahren eine zusätzliche Übersetzung für die elektrische Maschine 6 dargestellt, was die Ankoppeldrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 2 bei einem Wechsel in ein hybridisches Fahren sowie die Anzahl an Schaltvorgängen im Getriebe 4 reduziert. Unter dem elektrischen Fahren ist ein rein elektrisches Fahren beziehungsweise Antreiben des Kraftfahrzeugs zu verstehen, wobei das Kraftfahrzeug ausschließlich mittels der elektrischen Maschine 6 und nicht etwa mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben wird.The drive device 1 allows a tow start of the internal combustion engine 2 even at high speeds. Here, the electric machine acts 6 in their engine operation as a starter or starter, by means of which the output shaft 3 is driven to thereby the internal combustion engine 2 to start, that is to start. Furthermore, in the drive device 1 in an electric driving an additional translation for the electric machine 6 shown what the Ankoppeldrehzahl the internal combustion engine 2 when switching to a hybrid driving and the number of shifts in the transmission 4 reduced. Under the electric driving is a purely electric driving or driving the motor vehicle to understand, the motor vehicle exclusively by means of the electric machine 6 and not by means of the internal combustion engine 2 is driven.

Bei einem rein elektrischen Fahren kann die Verbrennungskraftmaschine 2 beispielsweise von den Rädern entkoppelt und deaktiviert sein. Unter dem hybridischen Fahren ist zu verstehen, dass das Kraftfahrzeug beziehungsweise dessen Räder mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben werden, wobei sich auch die elektrische Maschine 6, insbesondere in ihrem Motorbetrieb, in Betrieb befindet. Die Antriebseinrichtung 1 ermöglicht auch die Darstellung einer Lastpunktanhebung, insbesondere im Bereich der Kriechgeschwindigkeit unter Zuhilfenahme der Kupplung 14 am Planetenradsatz 8. Ferner ist ein kontrolliertes Ablegen der Verbrennungskraftmaschine 2 möglich, sodass Schwingungsanregungen reduziert werden können, wobei zudem ein unerwünschtes Rückwärtsdrehen der Verbrennungskraftmaschine 2 beziehungsweise Abtriebswelle 3 verändert werden kann.In a purely electric driving, the internal combustion engine 2 for example, be decoupled from the wheels and deactivated. Under the hybrid driving is to be understood that the motor vehicle or its wheels by means of the internal combustion engine 2 be driven, including the electric machine 6 , in particular in its engine operation, is in operation. The drive device 1 also allows the representation of a load point increase, especially in the creep speed with the aid of the clutch 14 at the planetary gear set 8th , Furthermore, a controlled storage of the internal combustion engine 2 possible, so that vibration excitations can be reduced, and also an undesirable reverse rotation of the internal combustion engine 2 or output shaft 3 can be changed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebseinrichtungdriving means
22
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
33
Abtriebswelleoutput shaft
44
Getriebetransmission
55
Eingangswelleinput shaft
66
elektrische Maschineelectric machine
88th
Planetenradsatzplanetary gear
99
Sonnenradsun
1010
Hohlradring gear
1111
Planetenträgerplanet carrier
1212
Planetenradplanet
1313
Bremseinrichtungbraking means
1414
Kupplungclutch
1515
Hybridmodulhybrid module

Claims (8)

Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, mit: – einer Verbrennungskraftmaschine (2) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, – einem von der Verbrennungskraftmaschine (2) antreibbaren Getriebe (4), über welches das Kraftfahrzeug antreibbar ist, – einer elektrischen Maschine (6), – wenigstens einem Gehäuse (7), – einem als Minusgetriebe ausgebildeten und von dem Getriebe (4) unterschiedlichen Planetenradsatz (8), welcher ein Sonnenrad (9) als erstes Getriebeelement, ein Hohlrad (10) als zweites Getriebeelement und einen Planetenträger (11) umfasst, welcher mit dem Getriebe (4) eingangsseitig gekoppelt ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem der Getriebeelemente und die elektrische Maschine (6) mit dem anderen Getriebeelement gekoppelt ist, – einer Verblockungseinrichtung (14) zum Verblocken des Planetenradsatzes (8), und – einer Bremseinrichtung (13) zum Bremsen der Verbrennungskraftmaschine (2) gegen das Gehäuse (7).Drive device ( 1 ) for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, comprising: - an internal combustion engine ( 2 ) for driving the motor vehicle, - one of the internal combustion engine ( 2 ) drivable transmission ( 4 ), over which the motor vehicle is drivable, - an electric machine ( 6 ), - at least one housing ( 7 ), - one designed as a negative gear and by the transmission ( 4 ) different planetary gear set ( 8th ), which has a sun gear ( 9 ) as the first transmission element, a ring gear ( 10 ) as a second transmission element and a planet carrier ( 11 ), which is connected to the transmission ( 4 ) is coupled on the input side, wherein the internal combustion engine ( 2 ) with one of the transmission elements and the electric machine ( 6 ) is coupled to the other transmission element, - a blocking device ( 14 ) for blocking the planetary gear set ( 8th ), and - a braking device ( 13 ) for braking the internal combustion engine ( 2 ) against the housing ( 7 ). Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (2) mit dem Sonnenrad (9) gekoppelt ist.Drive device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine ( 2 ) with the sun wheel ( 9 ) is coupled. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) mit dem Hohlrad (10) gekoppelt ist.Drive device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the electric machine ( 6 ) with the ring gear ( 10 ) is coupled. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verblockungseinrichtung (14) eine Koppeleinrichtung ist, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes (8) der Planetenträger (10) mit dem Sonnenrad (9) drehfest koppelbar ist.Drive device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the blocking device ( 14 ) is a coupling device, by means of which for blocking the planetary gear set ( 8th ) the planet carrier ( 10 ) with the sun wheel ( 9 ) is rotatably coupled. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verblockungseinrichtung (14) eine Koppeleinrichtung ist, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes (8) der Planetenträger (11) mit dem Hohlrad (10) drehfest koppelbar ist.Drive device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blocking device ( 14 ) is a coupling device, by means of which for blocking the planetary gear set ( 8th ) the planet carrier ( 11 ) with the ring gear ( 10 ) is rotatably coupled. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verblockungseinrichtung (14) eine Koppeleinrichtung ist, mittels welcher zum Verblocken des Planetenradsatzes (8) das Hohlrad (10) mit dem Sonnenrad (9) drehfest koppelbar ist.Drive device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blocking device ( 14 ) is a coupling device, by means of which for blocking the planetary gear set ( 8th ) the ring gear ( 10 ) with the sun wheel ( 9 ) is rotatably coupled. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (13) als Bremse, Kupplung, Klauenschaltelement oder Freilauf, insbesondere schaltbarer Freilauf, ausgebildet ist.Drive device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the braking device ( 13 ) is designed as a brake, clutch, claw switching element or freewheel, in particular switchable freewheel. Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a drive device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014158074A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Scania Cv Ab Gearbox for a hybrid powertrain and method to control such a gearbox

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