DE102016125096B4 - Drive train with actuator for connecting an electrical machine to a rotating part of the drive train - Google Patents

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Abstract

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem eine Schaltwelle (2) aufweisenden Aktor (3), wobei ein Schaltglied (4) des Aktors (3) derart mit der Schaltwelle (2) gekoppelt ist, dass das Schaltglied (4) in einem Wählvorgang des Aktors (3) in einer axialen Richtung der Schaltwelle (2) in zumindest eine Betätigungsebene (5, 6, 7, 8, 9, 10) hinein verschiebbar und in einem Schaltvorgang des Aktors (3) in der zumindest einen Betätigungsebene (5, 6, 7, 8, 9, 10) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (3) so ausgebildet und angebracht ist, dass das Schaltglied (4) in einer ersten Betätigungsebene (5) mit einer zwischen einer elektrischen Maschine (11) und einem Drehteil (12, 18) des Antriebsstranges (1) angeordneten Kupplung (13) zusammenwirkt.

Figure DE102016125096B4_0000
Drive train (1) for a motor vehicle, having a switching shaft (2) having actuator (3), wherein a switching member (4) of the actuator (3) is so coupled to the switching shaft (2) that the switching member (4) in one Dialing operation of the actuator (3) in an axial direction of the switching shaft (2) in at least one operating plane (5, 6, 7, 8, 9, 10) into and displaceable in a switching operation of the actuator (3) in the at least one operating plane (5 , 6, 7, 8, 9, 10), characterized in that the actuator (3) is designed and mounted so that the switching member (4) in a first operating plane (5) with a between an electric machine (11 ) and a rotary part (12, 18) of the drive train (1) arranged coupling (13) cooperates.
Figure DE102016125096B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw, einen Bus oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem eine Schaltwelle aufweisenden Aktor, wobei ein Schaltglied des Aktors derart mit der Schaltwelle gekoppelt / an der Schaltwelle angeordnet ist, dass das Schaltglied in einem Wählvorgang des Aktors (vorzugsweise durch Verschieben der Schaltwelle) in einer axialen Richtung der Schaltwelle in zumindest eine Betätigungsebene hinein verschiebbar und in einen Schaltvorgang des Aktors (vorzugsweise durch Verdrehen der Schaltwelle) in der zumindest einen Betätigungsebene bewegbar / verschwenkbar ist.The invention relates to a drive train for a motor vehicle, such as a car, a truck, a bus or other commercial vehicle, having a switching shaft having an actuator, wherein a switching member of the actuator is coupled to the switching shaft / is arranged on the shift shaft, that the switching element in a selection operation of the actuator (preferably by shifting the shift shaft) in an axial direction of the shift shaft in at least one actuation level into and displaceable in a switching operation of the actuator (preferably by rotation of the shift shaft) in the at least one actuation plane is movable / pivoted.

Gattungsgemäße Antriebsstrangausbildungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die DE 10 2012 021 074 A1 offenbart einen Hybrid-Antriebsstrang und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen. Der Hybrid-Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor, der für eine maximale Verbrennungsmotordrehzahl ausgelegt ist und eine Doppelkupplungsanordnung mit einer ersten Reibkupplung und einer zweiten Reibkupplung, wobei die Reibkupplungen wiederum ein mit dem Verbrennungsmotor gekoppeltes gemeinsames Eingangsglied und jeweils ein Ausgangsglied aufweisen, auf. Eine Getriebeanordnung, die ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe aufweist, ist ebenfalls in dem Antriebsstrang vorhanden, wobei das Ausgangsglied der ersten Reibkupplung mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes verbunden ist und das Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes verbunden ist. Zudem ist eine elektrische Maschine in dem Antriebsstrang vorhanden.Generic powertrain designs are well known in the art. The DE 10 2012 021 074 A1 discloses a hybrid powertrain and a method of operating such. The hybrid powertrain includes an internal combustion engine configured for maximum engine speed and a dual clutch assembly having a first friction clutch and a second friction clutch, the friction clutches in turn having a common input member coupled to the engine and an output member each. A transmission assembly having a first sub-transmission and a second sub-transmission is also present in the drive train, wherein the output member of the first friction clutch is connected to an input of the first sub-transmission and the output member of the second friction clutch is connected to an input of the second sub-transmission. In addition, an electric machine is present in the drive train.

Weiterer gattungsgemäßer Stand der Technik ist aus der DE 198 50 549 A1 , der US 2016/0082822 A1 sowie der DE 10 2012 218 121 A1 bekannt. Mit der DE 10 2013 207 871 A1 ist zudem ein Getriebeaktor für ein Fahrzeuggetriebe sowie eine Steuerung zur Ansteuerung dieses Getriebeaktors offenbart.Another generic prior art is known from DE 198 50 549 A1 , of the US 2016/0082822 A1 as well as the DE 10 2012 218 121 A1 known. With the DE 10 2013 207 871 A1 In addition, a transmission actuator for a vehicle transmission and a controller for controlling this transmission actuator is disclosed.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrangausbildungen sowie die hierin verwendeten Aktoren bringen bisher jedoch häufig den Nachteil mit sich, dass zur Umsetzung der Betätigung der einzelnen Bestandteile des Antriebsstranges, insbesondere der hierin eingesetzten elektrischen Maschine, relativ aufwändig einzusetzende Aktoren zu verwenden sind. Dadurch ist der Antriebsstrang hinsichtlich seines Aufbaus sowie seiner Ansteuerung relativ komplex ausgebildet. Auch nehmen die Aktoren häufig einen relativ großen Bauraum im Antriebsstrang ein.However, the drive train configurations known from the prior art as well as the actuators used herein often bring with them the disadvantage that relatively complicated actuators are to be used to implement the actuation of the individual components of the drive train, in particular the electrical machine used herein. As a result, the drive train is relatively complex in terms of its construction and its control. The actuators often take a relatively large space in the drive train.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Antriebsstrang zur Verfügung zu stellen, der in seinem Aufbau weiter vereinfacht ist.It is therefore the object of the present invention to overcome the known from the prior art disadvantages and in particular to provide a drive train available, which is further simplified in its construction.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Aktor so ausgebildet und angebracht ist, dass das Schaltglied in einer ersten Betätigungsebene mit einer zwischen einer elektrischen Maschine und einem Drehteil des Antriebsstranges angeordneten / wirkenden Kupplung zusammenwirkt. Dadurch wirkt das Schaltglied zumindest in dem Schaltvorgang in der ersten Betätigungsebene (durch seine Bewegung / durch ein Verdrehen der Schaltwelle) betätigend auf die Kupplung ein. Im Übrigen wird in dieser Patentanmeldung eine Kupplung als eine Kopplungsanordnung verstanden.This is inventively achieved in that the actuator is designed and mounted so that the switching member cooperates in a first operating plane with a arranged between an electric machine and a rotary part of the drive train / acting clutch. As a result, the switching element acts on the clutch, at least in the switching process in the first operating plane (by its movement / by a rotation of the switching shaft). Incidentally, in this patent application, a coupling is understood as a coupling arrangement.

Durch diese Maßnahme ist für eine zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsstrang angeordnete Kupplung eine besonders kompakte Umschaltvorrichtung umgesetzt. Die Betätigung der Kupplung wird dadurch bauraumoptimiert umgesetzt. Durch die Ausbildung der Schaltwelle und des Schaltgliedes kann die Kupplung individuell in dem Antriebsstrang eingesetzt werden, wobei stets der Aktor das Schaltglied über die Schaltwelle in die Betätigungsebene verschieben kann.By this measure, a particularly compact switching device is implemented for a arranged between the electric machine and the drive train clutch. The actuation of the clutch is thereby implemented space-optimized. Due to the design of the switching shaft and the switching element, the clutch can be used individually in the drive train, wherein always the actuator can move the switching element via the switching shaft in the operating plane.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.

Besonders bevorzugt ist der Aktor als ein Ein-Motor-Aktor ausgebildet, d.h., der Aktor weist lediglich eine Antriebseinheit, mit einem Motor, auf, die die Schaltwelle sowohl in ihrer axialen Richtung verschiebt als auch um ihre Längsachse verdreht. Dadurch wird der Aufbau des Aktors weiter reduziert.Particularly preferably, the actuator is designed as a single-motor actuator, that is, the actuator has only a drive unit, with a motor, which shifts the shift shaft both in its axial direction and rotated about its longitudinal axis. As a result, the structure of the actuator is further reduced.

Vorteilhafterweise ist der Antriebsstrang als hybrider oder rein elektrischer / elektrisch Antriebsstrang ausgebildet.Advantageously, the drive train is designed as a hybrid or pure electric / electric drive train.

Ist der Aktor so ausgebildet, dass das Schaltglied mittels der Schaltwelle (vorzugsweise durch Verschieben der Schaltwelle) zwischen mehreren Betätigungsebenen hin und her verschiebbar ist, wobei das Schaltglied in einer beabstandet zu der ersten Betätigungsebene angeordneten, zweiten Betätigungsebene zum Schalten, d.h. zum Ein- und/oder Auslegen, eines Ganges eines Getriebes dient, ist der Aktor gleichzeitig zum Betätigen des Getriebes ausgebildet. Dadurch wird der Aufbau des Antriebsstranges weiter deutlich vereinfacht.If the actuator is designed so that the switching element by means of the switching shaft (preferably by shifting the switching shaft) between several planes of actuation back and forth, wherein the switching member arranged in a spaced from the first operating plane, second operating plane for switching, i. for engaging and / or laying, a gear of a transmission is used, the actuator is also designed to operate the transmission. As a result, the structure of the drive train is further simplified significantly.

Ist der Aktor gar so ausgebildet, dass das Schaltglied mittels der Schaltwelle (vorzugsweise durch Verschieben der Schaltwelle) in eine beabstandet zu der ersten und der zweiten Betätigungsebene angeordnete dritte Betätigungsebene verschiebbar ist, wobei das Schaltglied auch in der dritten Betätigungsebene zum Schalten eines Ganges, nämlich eines anderen Ganges des Getriebes als in der zweiten Betätigungsebene, dient, ist mit dem Aktor das Ein- und Auslegen mehrerer verschiedener Gänge möglich. Bevorzugt ist das Schaltglied zwischen zumindest vier, weiter bevorzugt fünf, besonders bevorzugt sechs oder sieben Betätigungsebenen verschiebbar. Dadurch wird der Aufbau des Antriebsstranges noch weiter vereinfacht.If the actuator is even formed so that the switching element by means of the switching shaft (preferably by shifting the switching shaft) in a spaced apart from the first and the second operating plane arranged third actuating plane is displaceable, wherein the switching member is also used in the third operating plane for shifting a gear, namely a different gear of the transmission than in the second operating plane, is with the actuator in and out several different courses possible. Preferably, the switching element between at least four, more preferably five, more preferably six or seven levels of actuation displaced. As a result, the structure of the drive train is further simplified.

Somit erfolgt vorteilhafterweise mittels des erfindungsgemäßen Aktors, durch ein Verschieben des Schaltgliedes, ein Wählen einer einem Gang des Getriebes zugeordneten oder dem Betätigen einer Kupplung zugeordneten Betätigungsebene und mit einem Bewegen des Schaltgliedes in der jeweiligen Betätigungsebene / mit einem Verdrehen der Schaltwelle ein Schalten (Ein- und/oder Auslegen) eines Ganges bzw. ein Schalten der Kupplung. Dadurch ist der Aktor besonders vielseitig eingesetzt.Thus, advantageously by means of the actuator according to the invention, by shifting the switching element, selecting a gear assigned to a gear or the operation of a clutch associated actuation level and with a movement of the switching element in the respective operating level / with a rotation of the shift shaft switching (input and / or laying out) a gear or a shift of the clutch. As a result, the actuator is used very versatile.

Ist das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene unabhängig von einem Schalten in der zweiten Betätigungsebene und/oder der dritten Betätigungsebene bewegbar / verschwenkbar, findet ein Betätigen der Kupplung unabhängig von einem Schalten des Getriebes statt. Somit kann die Kupplung unabhängig von einem eingelegten oder ausgelegten Gang des Getriebes betätigt werden.If the shift element in the first actuation plane is movable / pivotable independently of a shift in the second actuation plane and / or the third actuation plane, actuation of the clutch takes place independently of a shift of the transmission. Thus, the clutch can be operated independently of an engaged or designed gear of the transmission.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene unmittelbar oder mittelbar mit einem Stellelement der Kupplung gekoppelt oder koppelbar ist, d.h., wenn das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene unmittelbar oder mittelbar mit dem Stellelement der Kupplung verstellend zusammenwirkt. Dadurch ist das Schaltglied besonders geschickt mit der Kupplung wirkverbunden, sodass die Kupplung an einer beliebigen Position im Antriebsstrang eingesetzt werden kann.It is also advantageous if the switching element in the first operating plane is coupled or couplable directly or indirectly to an actuating element of the coupling, that is, if the switching element in the first operating plane interacts directly or indirectly with the adjusting element of the coupling. As a result, the switching element is particularly cleverly connected to the clutch, so that the clutch can be used at any position in the drive train.

Ist zwischen dem Schaltglied und einem Stellelement der Kupplung ein Verbindungsmechanismus angeordnet, auf den das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene (bei dessen Bewegung / Verschwenkung) verstellend einwirkt / mit dem das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene zusammenwirkt, kann die Kupplung besonders geschickt im Antriebsstrang positioniert werden. Dadurch ist der Einsatz des Aktors noch flexibler möglich.If a connecting mechanism is arranged between the switching element and an actuating element of the coupling, to which the switching element in the first operating plane (during its movement / pivoting) acts in an adjusting manner / with which the switching element cooperates in the first operating plane, the coupling can be positioned particularly well in the drive train , This makes the use of the actuator even more flexible possible.

Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn der Verbindungsmechanismus (vorzugsweise zusammen mit dem Stellelement) in einer ersten Stellung, vorzugsweise einer ausgekuppelten Stellung, der Kupplung (vorzugsweise bei Ausgestaltung der Kupplung als eine normal-eingerückte Kupplung) und/oder in einer zweiten Stellung, vorzugsweise in einer eingekuppelten Stellung, der Kupplung (vorzugsweise bei Ausgestaltung der Kupplung als eine normal-ausgerückte Kupplung) selbsthemmend wirkt / ist. Dadurch ist die jeweilige Stellung der Kupplung unabhängig von der Lage des Schaltgliedes stabil abgestützt. Unter Selbsthemmung wird verstanden, insbesondere im Anwendungsfall einer Kupplung, dass nach der Betätigung eines Aktors das angesprochene Stellglied an der durch den Aktor verursachten Position selbstständig verbleibt.It is furthermore advantageous if the connecting mechanism (preferably together with the actuating element) is in a first position, preferably a disengaged position, of the clutch (preferably in the embodiment of the clutch as a normally-engaged clutch) and / or in a second position, preferably in an engaged position, the clutch (preferably in the design of the clutch as a normally-disengaged clutch) acts self-locking. As a result, the respective position of the clutch is stably supported independently of the position of the switching member. Under self-locking is understood, especially in the application of a coupling, that after actuation of an actuator, the addressed actuator remains independent at the position caused by the actuator.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene von einer Neutralstellung aus in eine erste Drehrichtung verdrehbar ist, in der das Schaltglied die Kupplung in die erste Stellung, vorzugsweise die ausgekuppelte Stellung verbringt, und/oder von einer Neutralstellung aus in eine, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung verdrehbar ist, in der das Schaltglied die Kupplung in die zweite Stellung, vorzugsweise die eingekuppelte Stellung verbringt.It is also expedient if the switching member in the first operating plane is rotatable from a neutral position in a first rotational direction, in which the switching member spends the clutch in the first position, preferably the disengaged position, and / or from a neutral position into a the first rotational direction opposite, second rotational direction is rotatable, in which the switching member spends the clutch in the second position, preferably the engaged position.

Ist die Kupplung als eine kraftschlüssig wirkende Kupplung, wie eine Reibkupplung, oder eine formschlüssig wirkende Kupplung, wie eine Klauenkupplung oder eine Synchroneinheit, ausgebildet, ist die Kupplung an den Einsatzbereich im Antriebsstrang besonders effektiv wirkend.If the clutch is designed as a frictionally engaging clutch, such as a friction clutch, or a positively acting clutch, such as a dog clutch or a synchronizer unit, the clutch is particularly effective acting on the application area in the drive train.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn das Drehteil drehfester Bestandteil einer Triebwelle, vorzugsweise einer Getriebewelle eines Getriebes, einer mit einer Getriebewelle bewegungsgekoppelten Nebenwelle eines Getriebes, einer eine Getriebewelle / ein Getriebe mit einem Differenzial koppelnden Achswelle oder einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine, ist. Dadurch ist die Kupplung besonders vielseitig einsetzbar.In addition, it is expedient if the rotary member is a non-rotatable component of a drive shaft, preferably a transmission shaft of a transmission, a transmission shaft coupled to a secondary shaft of a transmission, a transmission shaft / a transmission with a differential coupling axle shaft or an output shaft of an internal combustion engine. This makes the coupling particularly versatile.

Ist der Aktor weiterhin so ausgebildet und angebracht, dass das Schaltglied in der ersten Betätigungsebene (vorzugsweise durch Verdrehen der Schaltwelle) oder in einer weiteren, beabstandet zu der ersten Betätigungsebene angeordneten Betätigungsebene mit zwei, jeweils zwischen der elektrischen Maschine und einem Drehteil des Antriebsstranges angeordneten Kupplungen zusammenwirkt / betätigend auf zwei, jeweils zwischen der elektrischen Maschine und einem Drehteil des Antriebsstranges angeordneten Kupplungen einwirkt, dient der Aktor gleichzeitig für zwei unterschiedliche Kupplungen als Betätigungsvorrichtung, wodurch der Aufbau des Antriebsstranges weiter vereinfacht wird.If the actuator is furthermore designed and installed in such a way that the switching element in the first operating plane (preferably by turning the switching shaft) or in a further, arranged at a distance to the first operating plane with two actuators arranged between the electric machine and a rotary part of the drive train clutches cooperates / actuated acting on two, each between the electric machine and a rotary part of the drive train arranged clutches, the actuator is used for two different clutches as an actuating device, whereby the structure of the drive train is further simplified.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Ein-Motor-Aktor (Aktor) umgesetzt, der zur Verbindung einer E-Maschine (elektrische Maschine) mit dem Antriebsstrang dient. Der Aktor ist bevorzugt mit einem aktiven Auslockmechanismus („Active Interlock"(-Mechanismus / -System)) versehen, wobei über Nebenbetätigungselemente (Schaltfinger und/oder Auswerfer) sichergestellt wird, dass eingelegte Gänge eines Getriebestranges ausgelegt werden, wenn ein weiterer Gang eingelegt wird. Der E-Motor (elektrische Maschine) kann dadurch wahlweise mit (verschiedenen) Positionen im Antriebsstrang verbunden werden. Erfindungsgemäß kann ein Getriebe (vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ein Doppelkupplungsgetriebe) eine Schaltwelle mit Active Interlock aufweisen, wobei die Nebenbetätigungselemente / das Nebenbetätigungselement genutzt werden soll, um die E-Maschine mit dem Antriebsstrang zu verbinden. Das Active Interlock kann diese Funktion bevorzugt mit seiner eigentlichen Funktion zum Auslegen von Gängen bzw. Verhindern von eingelegten Gängen erfüllen. Das Active Interlock kann insbesondere dazu genutzt werden, die E-Maschine an wahlweise verschiedenen Positionen des Antriebsstranges zu verbinden.In other words, according to the invention, a one-motor actuator (actuator) is thus implemented, which is used to connect an electric motor (electric machine) to the drive train. The actuator is preferred with an active one "Active Interlock" (mechanism / system)), whereby secondary operating elements (shift fingers and / or ejectors) are used to ensure that geared drive gears are laid out when another gear is engaged In accordance with the present invention, a transmission (preferably, but not necessarily, a dual clutch transmission) may include a shift shaft with an active interlock, the auxiliary operating elements / sub-operating element being used to control the engine. The Active Interlock can preferably fulfill this function with its actual function for laying out gears or preventing inlaid gears.The Active Interlock can in particular be used to connect the electric motor to different positions of the drive train ver tie.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context also different embodiments are described.

Es zeigen:

  • 1 eine vereinfachte Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Kupplung, die zwischen einer elektrischen Maschine und einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine im Antriebsstrang angeordnet ist, über einen Aktor in dessen erster Betätigungsebene betätigbar ist,
  • 2 eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges nach 1, wobei zusätzlich auch die Verbindung der elektrischen Maschine mit einem Getriebe sowie dessen weitere Verbindung mit einem Differenzial schematisch dargestellt sind.
  • 3 eine vereinfachte Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Kupplung nun zwischen der elektrischen Maschine und einer Getriebewelle eines ersten Teilgetriebes des Getriebes wirkt,
  • 4 eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges nach 3, wobei der weitere Aufbau des zwei Teilgetriebe aufweisenden Getriebes sowie dessen Anbindung an die Verbrennungskraftmaschine und das Differenzial verdeutlicht ist,
  • 5 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die elektrische Maschine über eine Kupplung mit einem allgemeinen Getriebe zusammenwirkt,
  • 6 eine vereinfachte Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei die elektrische Maschine nun mittels der Kupplung wahlweise über eine entsprechende Übersetzungsstufe mit einer ersten Getriebewelle oder einer zweiten Getriebewelle zweier Teilgetriebe des Getriebes koppelbar ist,
  • 7 eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges nach 6, sodass wiederum der Aufbau des die beiden Teilgetriebe aufweisenden Getriebes und dessen Anordnung zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Differenzial erkennbar ist,
  • 8 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem fünften Ausführungsbeispiel, in der die Kupplung zum Koppeln der elektrischen Maschine über jeweils eine andere Übersetzungsstufe mit einer Achswelle zwischen dem Getriebe und dem Differenzial eingesetzt ist,
  • 9 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei die elektrische Maschine mittels der Kupplung wahlweise mit der Getriebewelle des ersten Teilgetriebes des Getriebes oder mit der Achswelle zwischen dem Getriebe und dem Differenzial koppelbar ist, und
  • 10 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges nach einem siebten Ausführungsbeispiel, wobei die Kupplung so angeordnet und eingesetzt ist, dass sie in einer Stellung die elektrische Maschine mit der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und in einer weiteren Stellung die elektrische Maschine mit einer Getriebewelle des ersten Teilgetriebes koppelt.
Show it:
  • 1 a simplified view of a drive train according to the invention according to a first embodiment, wherein a clutch which is arranged between an electric machine and an output shaft of an internal combustion engine in the drive train, via an actuator in the first actuation plane is actuated,
  • 2 a schematic diagram of the drive train after 1 , wherein in addition, the connection of the electric machine with a transmission and its further connection with a differential are shown schematically.
  • 3 a simplified view of a drive train according to the invention according to a second embodiment, wherein the coupling now acts between the electric machine and a transmission shaft of a first partial transmission of the transmission,
  • 4 a schematic diagram of the drive train after 3 , wherein the further construction of the transmission having two partial transmissions and its connection to the internal combustion engine and the differential is illustrated,
  • 5 3 is a schematic representation of a drive train according to the invention according to a third embodiment, wherein the electric machine cooperates via a clutch with a general transmission,
  • 6 a simplified view of a drive train according to the invention according to a fourth embodiment, wherein the electric machine is now coupled by means of the clutch optionally via a corresponding translation stage with a first transmission shaft or a second transmission shaft of two partial transmissions of the transmission,
  • 7 a schematic diagram of the drive train after 6 so that in turn the structure of the transmission having the two partial transmissions and its arrangement can be recognized between an internal combustion engine and a differential,
  • 8th a schematic diagram of a drive train according to the invention according to a fifth embodiment, in which the coupling is used for coupling the electric machine via a respective different translation stage with an axle shaft between the transmission and the differential,
  • 9 a schematic diagram of a drive train according to the invention according to a sixth embodiment, wherein the electric machine is coupled by means of the clutch optionally with the transmission shaft of the first gear part of the transmission or with the axle shaft between the transmission and the differential, and
  • 10 a schematic representation of a drive train according to the invention according to a seventh embodiment, wherein the clutch is arranged and used so that it couples in one position the electric machine with the output shaft of the internal combustion engine and in another position, the electric machine with a transmission shaft of the first sub-transmission.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

Zusammen mit den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges 1 veranschaulicht. Der prinzipielle Aufbau des Antriebsstranges 1 ist in 2 zu erkennen. Demnach ist der Antriebsstrang 1 mit einer Verbrennungskraftmaschine 20 (Otto- oder Dieselmotor), einer elektrischen Maschine 11 (auch als Elektromotor / E-Motor oder E-Maschine bezeichnet), einem Getriebe 14 sowie einem Differenzial 21 ausgestattet. Der vorliegende Antriebsstrang 1 ist folglich als hybrider Antriebsstrang 1 ausgebildet und für den Einsatz in einem Hybridfahrzeug vorbereitet.Together with the 1 and 2 is a first embodiment of a drive train according to the invention 1 illustrated. The basic structure of the drive train 1 is in 2 to recognize. Accordingly, the drive train 1 with an internal combustion engine 20 (Petrol or diesel engine), an electric machine 11 (also known as electric motor / electric motor or electric motor), a transmission 14 as well as a differential 21 fitted. The present powertrain 1 is therefore as a hybrid powertrain 1 trained and prepared for use in a hybrid vehicle.

Weiterhin ist in dem Antriebsstrang 1 zumindest eine Kupplung 13 vorgesehen, die dazu dient, die elektrische Maschine 11 wahlweise mit einem Drehteil 12 des Antriebsstranges 1 (drehfest) zu verbinden oder von diesem Drehteil 12 zu entkoppeln. Das Drehteil 12 ist dabei stets fester Bestandteil einer Triebwelle 17 des Antriebsstranges.Furthermore, in the drive train 1 at least one clutch 13 provided, which serves the electric machine 11 optionally with a turned part 12 of the drive train 1 (rotationally fixed) to connect or from this rotary part 12 to decouple. The turned part 12 is always an integral part of a drive shaft 17 of the drive train.

In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 13 zwischen einer Ausgangswelle 27 der Verbrennungskraftmaschine 20 und der elektrischen Maschine 11 eingesetzt. Die Triebwelle 17 ist somit Bestandteil der Ausgangswelle 27. Eine Antriebswelle 26 der elektrischen Maschine 11, d.h. eine Welle, auf die die elektrische Maschine 11 in einem Betrieb antreibend einwirkt, ist hier unmittelbarer Bestandteil einer Getriebewelle 28 des Getriebes 14. In einer ersten Stellung der Kupplung 13 ist diese ausgerückt / ausgekuppelt, sodass die elektrische Maschine 11 / eine Antriebswelle 26 der elektrischen Maschine 11 von dem durch die Triebwelle 17 ausgebildeten Drehteil 12 entkoppelt ist. In einer zweiten Stellung der Kupplung 13 ist diese eingerückt / eingekuppelt, sodass die Antriebswelle 26 über die Kupplung 13 mit dem Drehteil 12 drehfest verbunden ist.In the first embodiment, the clutch 13 between an output shaft 27 the internal combustion engine 20 and the electric machine 11 used. The shoot shaft 17 is thus part of the output shaft 27 , A drive shaft 26 the electric machine 11 ie a shaft to which the electric machine 11 acting driving in an operation, here is an integral part of a transmission shaft 28 of the transmission 14 , In a first position of the clutch 13 this is disengaged / disengaged, so the electric machine 11 / a drive shaft 26 the electric machine 11 from that through the drive shaft 17 trained rotary part 12 is decoupled. In a second position of the clutch 13 this is engaged / engaged, so that the drive shaft 26 over the clutch 13 with the rotating part 12 rotatably connected.

Wie insbesondere in 1 weiter dargestellt, dient zum Betätigen / Verbringen der Kupplung 13 zwischen den zumindest zwei Stellungen ein Aktor 3. Der Aktor 3 ist als ein Ein-Motor-Aktor ausgebildet. Der Aktor 3 weist daher eine hydraulische und/oder elektrische Antriebseinheit 22 auf, die einen hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Motor aufweist. Zudem weist der Aktor 3 eine Schaltwelle 2 auf. Die Antriebseinheit 22 dient zum Antrieb der Schaltwelle 2. Die Antriebseinheit 22 ist derart mit der Schaltwelle 2 gekoppelt, dass die Schaltwelle 2 (durch die Antriebseinheit 22) sowohl in ihrer axialen Richtung, d.h. entlang ihrer Längsachse 23, verstellbar / verschiebbar, als auch rotatorisch, d.h. um die Längsachse 23 drehend, antreibbar ist.As in particular in 1 further illustrated, is used to actuate / spend the clutch 13 between the at least two positions an actor 3 , The actor 3 is designed as a single-motor actuator. The actor 3 Therefore, has a hydraulic and / or electric drive unit 22 on, which has a here for clarity not shown motor. In addition, the actuator indicates 3 a shift shaft 2 on. The drive unit 22 serves to drive the selector shaft 2 , The drive unit 22 is so with the shift shaft 2 coupled to the shift shaft 2 (by the drive unit 22 ) both in its axial direction, ie along its longitudinal axis 23 , adjustable / displaceable, as well as rotational, ie about the longitudinal axis 23 turning, is drivable.

Ein Schaltglied 4 ist fest, d.h. dreh- sowie verschiebefest, an der Schaltwelle 2 angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Schaltglied 4 sowohl in der axialen Richtung der Schaltwelle 2 zu verschieben, als auch um die Schaltwelle 2, d.h. um die Längsachse 23 herum, zu bewegen / verschwenken. Die Antriebseinheit 22 ist derart mit der Schaltwelle 2 gekoppelt, dass das Schaltglied 4 (/ die Schaltwelle 2) sowohl in einer ersten axialen Richtung als auch in einer, zu der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung der Längsachse 23 verschiebbar ist. Zudem ist die Antriebseinheit 22 derart mit der Schaltwelle 2 gekoppelt, dass das Schaltglied 4 (/ die Schaltwelle 2) sowohl in einer ersten Drehrichtung als auch in einer, der ersten entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung bewegbar / schwenkbar ist.A switching element 4 is fixed, ie rotationally and non-displaceably, on the selector shaft 2 arranged. This makes it possible, the switching element 4 both in the axial direction of the shift shaft 2 to shift, as well as the shift shaft 2 ie around the longitudinal axis 23 around, to move / swivel. The drive unit 22 is so with the shift shaft 2 coupled, that the switching element 4 (/ the shift shaft 2 ) in both a first axial direction and in a second axial direction of the longitudinal axis opposite the first axial direction 23 is displaceable. In addition, the drive unit 22 such with the shift shaft 2 coupled, that the switching element 4 (/ the shift shaft 2 ) is movable / pivotable both in a first direction of rotation and in a, the first opposite, second direction of rotation.

Neben dem Schaltglied 4 sind an der Schaltwelle 2 noch weitere Schaltglieder vorhanden, die, wie bereits das Schaltglied 4, jeweils als in radialer Richtung nach außen von der Schaltwelle 2 abstehende Vorsprünge / Nasen ausgebildet sind und als Auswerfer 24 nachfolgend bezeichnet sind. Diese Auswerfer 24, die teilweise in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung der Schaltwelle 2 von dem Schaltglied 4 beabstandet angeordnet sind, dienen in Abhängigkeit der Stellung der Schaltwelle 2, wie nachfolgend näher beschrieben, zum Auswerfen von bestimmten Gängen des Getriebes 14 bei Einlegen eines anderen Ganges.In addition to the switching element 4 are at the switching shaft 2 still further switching elements present, which, as already the switching element 4 , in each case as in the radial outward direction of the shift shaft 2 protruding projections / lugs are formed and as an ejector 24 are referred to below. This ejector 24 partially in the axial direction and / or in the circumferential direction of the switching shaft 2 from the switching element 4 are arranged spaced, serve as a function of the position of the switching shaft 2 , as described in more detail below, for ejecting certain gears of the transmission 14 when engaging another gear.

In 1 ist das Schaltglied 4 in einer ersten Betätigungsebene 5 (in einer ersten Verschiebestellung der Schaltwelle 2) angeordnet. Neben der ersten Betätigungsebene 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel noch weitere fünf Betätigungsebenen (zweite bis sechste Betätigungsebenen 6 bis 10) vorgesehen, wobei die Anzahl der Betätigungsebenen in anderen Ausführungen auch noch erweitert ist.In 1 is the switching element 4 in a first operating level 5 (In a first displacement position of the shift shaft 2 ) arranged. Next to the first operating level 5 are in this embodiment, another five levels of actuation (second to sixth levels of actuation 6 to 10 ), wherein the number of levels of actuation in other embodiments is also extended.

Durch die Koppelung der Antriebseinheit 22 mit der Schaltwelle 2 sowie durch die Verbindung des Schaltglieds 4 an der Schaltwelle 2 ist das Schaltglied 4 in einem Wählvorgang des Aktors 3 in der axialen Richtung der Schaltwelle 2 in die jeweilige Betätigungsebene 5 bis 10 hinein verschiebbar ist und in einem Schaltvorgang des Aktors 3, durch Verdrehen der Schaltwelle 2, in dieser ersten Betätigungsebene bewegbar / verdrehbar, sodass es jeweils betätigend wirkt.By coupling the drive unit 22 with the switching shaft 2 and by the connection of the switching element 4 at the selector shaft 2 is the switching element 4 in a selection process of the actuator 3 in the axial direction of the shift shaft 2 in the respective operating level 5 to 10 is slidable and in a switching operation of the actuator 3 , by turning the selector shaft 2 , in this first actuation plane movable / rotatable, so that it acts in each case.

In der ersten Betätigungsebene 5 dient das Schaltglied 4 zum Betätigen der Kupplung 13. Das Schaltglied 4 wirkt in diesem Ausführungsbeispiel in der ersten Betätigungsebene 5 nicht unmittelbar mit einem Stellelement 15 in Form eines Betätigungslagers 25 bzw. einer Tellerfeder der Kupplung 13, sondern mittelbar über einen Verbindungsmechanismus 16 zusammen. Der Verbindungsmechanismus 16 ist ein Hebelmechanismus, der auf einer dem Schaltglied 4 in der ersten Betätigungsebene 5 abgewandten Seite mit Stellelement 15 der Kupplung 13 gekoppelt ist. Der Verbindungsmechanismus 16 ist selbsthemmend ausgeführt. Die Kupplung 13, hier eine Reibungskupplung, ist als eine normal-eingerückte Kupplung ausgebildet, sodass der Verbindungsmechanismus 16 in der ersten (ausgerückten) Stellung der Kupplung 13 selbsthemmend wirkt. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, dass der Verbindungsmechanismus 16 in der zweiten (eingerückten) Stellung selbsthemmend wirkt. Wirkt der Verbindungsmechanismus 16 ausschließlich in der zweiten Stellung selbsthemmend, ist die Kupplung 13 bevorzugt als eine normal-ausgerückte Kupplung ausgeführt.In the first operating level 5 serves the switching element 4 for actuating the clutch 13 , The switching element 4 acts in this embodiment in the first operating level 5 not directly with an actuator 15 in the form of an actuating bearing 25 or a diaphragm spring of the clutch 13 but indirectly via a link mechanism 16 together. The connection mechanism 16 is a lever mechanism acting on a switching element 4 in the first operating level 5 opposite side with actuator 15 the clutch 13 is coupled. The connection mechanism 16 is self-locking. The coupling 13 , here a friction clutch is designed as a normally-engaged clutch, so that the connection mechanism 16 in the first (disengaged) position of the clutch 13 self-locking effect. Alternatively or additionally, however, it is also possible that the connection mechanism 16 acts self-locking in the second (engaged) position. Acts the connection mechanism 16 self-locking only in the second position, is the clutch 13 preferably designed as a normally-disengaged clutch.

Der Verbindungsmechanismus 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hebemechanismus ausgeführt, kann jedoch in beliebiger Art und Weise andere Formen einnehmen, so z.B. andere Getriebeformen, wie Zahnradgetriebe, oder ähnliche.The connection mechanism 16 is executed in this embodiment as a lifting mechanism, but may in any way take other forms, such as other forms of transmission, such as gear transmission, or the like.

Das Schaltglied 4 wirkt in den weiteren fünf Betätigungsebenen 6 bis 10 betätigend mit Schaltmechanismen des Getriebes 14 zusammen. In diesen weiteren zweiten bis sechsten Betätigungsebenen 6 bis 10 ist ein Gang des Getriebes 14 durch Verschwenken des Schaltgliedes 4, entsprechend der Bewegung in der ersten Betätigungsebene 5, ein- bzw. auslegbar. Somit ist der Aktor 3 sowohl als Kupplungsaktor als auch als Getriebeaktor ausgebildet.The switching element 4 acts in the other five levels of actuation 6 to 10 operating with gear shift mechanisms 14 together. In these other second to sixth levels of activity 6 to 10 is a gear of the transmission 14 by pivoting the switching element 4 , according to the movement in the first operating plane 5 , in or interpretable. Thus, the actor 3 designed both as a clutch actuator and as a gear actuator.

In 1 ist weiter zu erkennen, dass die zweiten bis sechsten Betätigungsebenen 6 bis 10 jeweils so zu der ersten Betätigungsebene 5 beabstandet angeordnet sind, dass die Kupplung 13 unabhängig von einem hier nicht gezeigten Getriebe betätigbar ist. Ist das Schaltglied 4 in der ersten Betätigungsebene 5 angeordnet, wirkt weder das Schaltglied 4 noch einer der Auswerfer 24 mit dem Getriebe zusammen (d.h. sowohl Schaltglied 4 als auch Auswerfer 24 sind dann außerhalb der zweiten bis sechsten Betätigungsebenen 6 bis 10 angeordnet. Die Auswerfer 24 dienen insbesondere beim Einlegen eines jeweiligen Ganges des Getriebes durch das Schaltglied 4 in einer der zweiten bis sechsten Betätigungsebenen 6 bis 10, zum Auswerfen in einer anderen Betätigungsebene 6 bis 10 als der, in der das Schaltglied 4 angeordnet ist. Beim Einlegen eines Ganges wird durch die Auswerfer 24 automatisch der andere zuvor eingelegte Gang ausgelegt.In 1 It can also be seen that the second to sixth operating levels 6 to 10 in each case to the first operating level 5 are arranged spaced that the coupling 13 can be actuated independently of a gear, not shown here. Is the switching element 4 in the first operating level 5 arranged, affects neither the switching element 4 another one of the ejectors 24 together with the gearbox (ie both switching element 4 as well as ejector 24 are then outside the second to sixth levels of operation 6 to 10 arranged. The ejector 24 are used in particular when inserting a respective gear of the transmission by the switching element 4 in one of the second to sixth levels of operation 6 to 10 , for ejection in another operating plane 6 to 10 as the one in which the switching element 4 is arranged. When inserting a gear is through the ejector 24 automatically designed the other previously engaged gear.

Gemäß der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der 3 bis 10 sei darauf hingewiesen, dass der Antriebsstrang 1 auch auf andere Art und Weise als in den 1 und 2 ausgebildet sein kann. Diese weiteren Ausführungsbeispiele sind jedoch jeweils prinzipiell gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sowie funktionierend, weshalb der Kürze wegen lediglich auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen wird.According to the embodiments described below the 3 to 10 be noted that the powertrain 1 also in other ways than in the 1 and 2 can be trained. However, these further exemplary embodiments are in principle constructed and functioning in accordance with the first exemplary embodiment, which is why, for the sake of brevity, only the differences between the exemplary embodiments are discussed.

Gemäß der 3 und 4 ist der Antriebsstrang 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass die elektrische Maschine 11 in dem Getriebe 14 des Antriebsstranges 1 integriert ist. Die elektrische Maschine 11 ist (mit ihrer Antriebswelle 26) zudem über die Kupplung 13 mit einer ersten Getriebewelle 28 eines ersten Teilgetriebes 35 des Getriebes 14 gekoppelt / verbindbar. Die Kupplung 13 dient somit zum wahlweisen Verbinden der elektrischen Maschine 11 mit der ersten Getriebewelle 28.According to the 3 and 4 is the powertrain 1 according to a second embodiment designed so that the electric machine 11 in the transmission 14 of the drive train 1 is integrated. The electric machine 11 is (with its drive shaft 26 ) also via the clutch 13 with a first transmission shaft 28 a first sub-transmission 35 of the transmission 14 coupled / connectable. The coupling 13 thus serves to selectively connect the electrical machine 11 with the first gear shaft 28 ,

Des Weiteren ist die Kupplung 13 nicht mehr als kraftschlüssig wirkende Kupplung in Form der Reibungskupplung, sondern als eine formschlüssig wirkende Kupplung 13 ausgebildet. Die Kupplung 13 ist als eine Synchroneinheit umgesetzt. Die Kupplung 13 weist dementsprechend eine das Stellelement 15 ausbildende Schiebemuffe 29 auf, die über den Verbindungsmechanismus 16 wiederum mit dem Schaltglied 4 in der ersten Betätigungsebene 5 gekoppelt ist. Der Verbindungsmechanismus 16 weist eine Schaltgabel 30 auf, die verschiebend auf die Schiebemuffe 29 einwirkt.Furthermore, the clutch 13 no more than frictionally acting clutch in the form of the friction clutch, but as a positive-acting clutch 13 educated. The coupling 13 is implemented as a synchronous unit. The coupling 13 accordingly has a the actuator 15 forming sliding sleeve 29 on that over the connection mechanism 16 again with the switching element 4 in the first operating level 5 is coupled. The connection mechanism 16 has a shift fork 30 on, the sliding on the sliding sleeve 29 acts.

Die Triebweile 17 ist nun als Nebenwelle 37 ausgeführt, die über eine (erste) Übersetzungsstufe 31 (i) in Form einer Verzahnung dauerhaft mit der ersten Getriebewelle 28 bewegungsgekoppelt ist. In der ersten Stellung der Kupplung 13 ist die Antriebswelle 26 der elektrischen Maschine 11 von der Nebenwelle 37 und daher auch von der ersten Getriebewelle 28 abgekoppelt. In der zweiten Stellung der Kupplung 13 ist die Antriebswelle 26 der elektrischen Maschine 11 drehfest mit der Triebwelle 17 sowie mittels der nachgeschalteten ersten Übersetzungsstufe 31 mit der ersten Getriebewelle 28 verbunden.The trivia 17 is now as a secondary wave 37 executed, which via a (first) translation stage 31 (i) in the form of a gearing permanently with the first gear shaft 28 is motion coupled. In the first position of the clutch 13 is the drive shaft 26 the electric machine 11 from the secondary shaft 37 and therefore also from the first gear shaft 28 decoupled. In the second position of the clutch 13 is the drive shaft 26 the electric machine 11 rotatably with the drive shaft 17 and by means of the downstream first translation stage 31 with the first gear shaft 28 connected.

In 4 ist zu erkennen, dass neben dem ersten Teilgetriebe 35 ein zweites Teilgetriebe 36 in dem Getriebe 14 vorhanden ist, sodass das Getriebe 14 als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist. Eine Ausbildung des Getriebes 14 als Doppelkupplungsgetriebe ist jedoch nicht zwingend notwendig. Genauso kann das Getriebe 14 als ein Einfach-Getriebe (mit einer Getriebeeingangswelle sowie einer Getriebeausgangswelle) ausgebildet sein.In 4 it can be seen that in addition to the first partial transmission 35 a second partial transmission 36 in the transmission 14 exists, so the gear 14 designed as a double clutch transmission. An education of the transmission 14 as a dual-clutch transmission, however, is not essential. That's exactly how the transmission works 14 be designed as a single-transmission (with a transmission input shaft and a transmission output shaft).

Aus 5 geht nach einem weiteren Ausführungsbeispiel prinzipiell hervor, dass die elektrische Maschine 11 nicht zwangsweise in dem Getriebe 14, d.h. bspw. innerhalb eines Getriebegehäuses, integriert sein muss. Auch kann die elektrische Maschine 11 mit unterschiedlichen Bestandteilen des Getriebes 14 gekoppelt werden. Demnach ist die elektrische Maschine 11 in 5 außerhalb des Getriebes 14 prinzipiell angeordnet. Diese ist wiederum über die Kupplung 13 mit dem Getriebe 14, etwa mit einer oder mehreren (mit der Triebwelle 17 verbundenen oder die Triebwelle 17 unmittelbar ausbildenden) Getriebewellen 28, 32 des Getriebes 14 koppelbar.Out 5 goes according to a further embodiment in principle, that the electric machine 11 not necessarily in the transmission 14 , ie, for example, must be integrated within a transmission housing. Also, the electric machine can 11 with different components of the transmission 14 be coupled. Accordingly, the electric machine 11 in 5 outside the transmission 14 arranged in principle. This is in turn via the clutch 13 with the gearbox 14 , with one or more (with the drive shaft 17 connected or the drive shaft 17 directly forming) transmission shafts 28 . 32 of the transmission 14 coupled.

In dem Ausführungsbeispiel der 6 und 7 ist zudem dargestellt, dass es auch prinzipiell möglich ist, die Kupplung 13 zum wahlweisen Koppeln der elektrischen Maschine 11 mit einem von zwei unterschiedlichen Drehteilen 12, 18 einzusetzen. Die Kupplung 13 ist, gemäß der Ausbildung in dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3 und 4, wiederum als Synchroneinheit ausgebildet. Die Schiebemuffe 29 ist in der ersten (ausgekuppelten) Stellung (Neutralstellung) so angeordnet, dass sie die Antriebswelle 26 sowohl von dem ersten Drehteil 12, als auch dem zweiten Drehteil 18 entkoppelt. Zudem ist die Kupplung 13 nun in zwei eingekuppelte Stellungen verbringbar. In einer zweiten Stellung (erste eingekuppelte Stellung) dient die Kupplung 13 wiederum zum Verbinden der Antriebswelle 26 mit der ersten Getriebewelle 28 (über die (erste) Nebenwelle 37 (erste Triebwelle 17) und die erste Übersetzungsstufe 31) des ersten Teilgetriebes 35. In einer dritten Stellung der Kupplung 13 (zweite eingekuppelte Stellung) dient die Kupplung 13 wiederum zum Verbinden der Antriebswelle 26 mit der zweiten Getriebewelle 28 (über eine (zweite) Nebenwelle 38 (zweite Triebwelle 19) und eine zweite Übersetzungsstufe 33, ebenfalls als Verzahnung ausgebildet) des zweiten Teilgetriebes 36. Die drei unterschiedlichen Stellungen der Kupplung 13 werden mittels des Aktors 3 allesamt in der gleichen ersten Betätigungsebene 5 umgeschaltet.In the embodiment of 6 and 7 is also shown that it is also possible in principle, the clutch 13 for selectively coupling the electric machine 11 with one of two different turned parts 12 . 18 use. The coupling 13 is, according to the training in the second embodiment of 3 and 4 , again formed as a synchronous unit. The sliding sleeve 29 is in the first (disengaged) position (neutral position) arranged so that it drives the shaft 26 both from the first turned part 12 , as well as the second rotary part 18 decoupled. In addition, the clutch 13 now available in two engaged positions. In a second position (first engaged position) serves the clutch 13 again for connecting the drive shaft 26 with the first gear shaft 28 (about the (first) secondary wave 37 (first shoot 17 ) and the first translation stage 31 ) of the first sub-transmission 35 , In a third position of the clutch 13 (second engaged position) serves the clutch 13 again for connecting the drive shaft 26 with the second gear shaft 28 (via a (second) secondary shaft 38 (second drive shaft 19 ) and a second translation stage 33 , also designed as a toothing) of the second partial transmission 36 , The three different positions of the clutch 13 be by means of the actor 3 all in the same first level of activity 5 switched.

Des Weiteren ist es prinzipiell gemäß 8 auch denkbar, als Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 6 und 7, die elektrische Maschine 11 wiederum zwischen dem Getriebe 14 und dem Differenzial 21 an dem Antriebsstrang 1 / an das Drehteil 12 anzubinden. Hierbei ist die elektrische Maschine 11 in der zweiten Stellung der Kupplung 13 über eine erste Übersetzungsstufe 31 mit der Triebwelle 17, in Form einer Achswelle 34, verbunden. In der dritten Stellung der Kupplung 13 ist die elektrische Maschine 11 über eine zweite Übersetzungsstufe 33 mit der Achswelle 34 verbunden.Furthermore, it is basically according to 8th also conceivable, as a development of the embodiment of 6 and 7 , the electric machine 11 again between the transmission 14 and the differential 21 on the drive train 1 / to the rotating part 12 to tie. Here is the electric machine 11 in the second position of the clutch 13 via a first translation stage 31 with the drive shaft 17 , in the form of an axle shaft 34 , connected. In the third position of the clutch 13 is the electric machine 11 via a second translation stage 33 with the axle shaft 34 connected.

In 9 ist zudem zu erkennen, ebenfalls als Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 6 und 7, dass die elektrische Maschine 11 mittels der Kupplung 13 in der zweiten Stellung über die erste Übersetzungsstufe 31 mit der ersten Getriebewelle 28 und in der dritten Stellung über eine die zweite Übersetzungsstufe 33 mit der Achswelle 34 verbindbar ist.In 9 can also be seen, also as a development of the embodiment of 6 and 7 that the electric machine 11 by means of the coupling 13 in the second position on the first gear ratio 31 with the first gear shaft 28 and in the third position via a second translation stage 33 with the axle shaft 34 is connectable.

In 10 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, durch Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 2, dass die elektrische Maschine 11 mittels der Kupplung 13 in der zweiten Stellung über die erste Übersetzungsstufe 31 mit der ersten Getriebewelle 28 und in der dritten Stellung mit der Ausgangswelle 27 verbindbar ist. In der jeweiligen zweiten oder dritten Stellung verbindet die Kupplung 13 daher die elektrische Maschine 11 mit jeweils einem Drehteil 12 oder 18 des Antriebsstranges 1. Das erste Drehteil 12 ist insbesondere Bestandteil der durch die Ausgangswelle 27 umgesetzten ersten Triebwelle 17 und der zweite Drehteil 18 ist Bestandteil der durch die erste Getriebewelle 28 umgesetzten zweiten Triebwelle 19. Die Betätigung der Kupplung 13 erfolgt wiederum in der ersten Betätigungsebenen 5 durch den Aktor 3. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, mehrere Kupplungen einzusetzen, die dann in der gleichen (ersten) Betätigungsebene oder in unterschiedlichen Betätigungsebenen betätigbar wären.In 10 an embodiment is illustrated by further development of the embodiment of 2 that the electric machine 11 by means of the coupling 13 in the second position on the first gear ratio 31 with the first gear shaft 28 and in the third position with the output shaft 27 is connectable. In the respective second or third position, the clutch connects 13 hence the electric machine 11 each with a rotating part 12 or 18 of the drive train 1 , The first turned part 12 is in particular part of the output shaft 27 converted first drive shaft 17 and the second rotary part 18 is part of the first transmission shaft 28 converted second drive shaft 19 , The actuation of the clutch 13 again takes place in the first operating levels 5 through the actor 3 , In principle, however, it is also possible to use a plurality of couplings, which would then be actuated in the same (first) operating plane or in different levels of actuation.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit ein hybridisiertes Getriebekonzept mit Active Interlock als Betätigungselement (Aktor 3) zum Umschalten der E-Maschine 11 umgesetzt. Das Active Interlock 3 dient nicht nur zur Gangschaltung, sondern auch zum Koppeln und Trennen der E-Maschine 11 an verschiedenen Stellen im Getriebe 14 / Antriebsstrang 1. Dazu hat das Active Interlock 3 eine separate Schaltebene (erste Betätigungsebene 5), die keine Wechselwirkung zu den für die Gangbetätigungen verwendeten Schaltebenen (zweite bis sechste Betätigungsebenen 6 bis 10) hat. In dem Fall, dass die E-Maschine 11 an mehreren Schnittstellen mit dem Antriebsstrang 1 gekoppelt werden kann, bilden die dadurch entstehenden Stellungen eine eigene Gruppe. Das Active Interlock 3 stellt sicher, dass zeitgleich nur eine Stellung in dieser Gruppe geschaltet ist. Folgende Anwendungsgebiete sind prinzipiell zu nennen:

  1. 1. Verbinden und Trennen der E-Maschine 11 mit der Verbrennungskraftmaschine 20 bei einer P2-Getriebestruktur (2);
  2. 2. Verbinden und Trennen der E-Maschine 11 seitlich an einem Getriebe 14 (nachfolgend wird diese Struktur P2.5 genannt; 5);
  3. 3. Unterpunkt von 2: Verbinden und Trennen der E-Maschine 11 mit einem Teilgetriebe 35 eines Getriebes 14 (4);
  4. 4. Unterpunkt von 2: Trennen und Umschalten zwischen zwei Teilgetrieben 35, 36 eines Getriebes 14 (7);
  5. 5. Verbinden und Trennen der E-Maschine 11 zwischen Getriebe 14 und Differenzial 21 (8);
  6. 6. Umkoppeln zwischen P3 und P2.5 (9);
  7. 7. Umkoppeln zwischen P2 und P2,5 (10).
In other words, is thus a hybridized transmission concept with Active Interlock as an actuator (actuator 3 ) to switch the electric machine 11 implemented. The Active Interlock 3 not only serves for gearshifting, but also for coupling and disconnecting the electric motor 11 in different places in the transmission 14 / Powertrain 1 , This has the Active Interlock 3 a separate switching level (first operating level 5 ) which do not interfere with the shift planes used for the gear operations (second to sixth operation levels 6 to 10 ) Has. In the event that the electric machine 11 at several interfaces with the powertrain 1 can be coupled, the resulting positions form a separate group. The Active Interlock 3 Ensures that at the same time only one position in this group is switched. The following areas of application are to be mentioned in principle:
  1. 1. Connect and disconnect the electric machine 11 with the internal combustion engine 20 in a P2 transmission structure ( 2 );
  2. 2. Connect and disconnect the electric machine 11 on the side of a gearbox 14 (hereinafter this structure becomes P2.5 called; 5 );
  3. 3. Subitem of 2: Connecting and disconnecting the electric machine 11 with a partial transmission 35 a gearbox 14 ( 4 );
  4. 4th subitem of 2: disconnecting and switching between two partial transmissions 35 . 36 a gearbox 14 ( 7 );
  5. 5. Connect and disconnect the electric machine 11 between gears 14 and differential 21 ( 8th );
  6. 6. Re-coupling between P3 and P2.5 ( 9 );
  7. 7. Coupling between P2 and P2,5 ( 10 ).

Zudem sei allgemein aufgeführt, dass unter dem Getriebe 14 allgemein jegliche Vorrichtungen fallen, mittels denen eine Drehmoment-/ Drehzahlwandlung möglich ist. Das Getriebe 14 kann somit prinzipiell als Doppelkupplungsgetriebe (mit Kupplungen), ASG-Getriebe mit Kupplung, Wandler-Automatik mit Wandler und CVT-Getriebe ausgeführt sein. Das Schalterelement (Schaltglied 14), das in allen Ausführungsbeispielen zu finden ist, ist eine allgemeine Umkoppeleinrichtung, die mit Active Interlock betätigt werden kann. Als Kupplung 13 kann z.B. eine Reibkupplung, eine Klauenkupplung oder eine Synchroneinheit eingesetzt sein.In addition, it is generally stated that under the transmission 14 In general, any devices fall by means of which a torque / speed conversion is possible. The gear 14 can thus be designed in principle as a double-clutch transmission (with clutches), ASG transmission with clutch, automatic torque converter with converter and CVT transmission. The switch element (switching element 14 ), which can be found in all embodiments, is a general switching device that can be operated with Active Interlock. As a clutch 13 For example, a friction clutch, a dog clutch or a synchronizing unit can be used.

In der detaillierten 1 ist prinzipiell erkennbar, dass das Active Interlock 3 eine Betätigungsebene 5 aufweist, die über ein Ausrücksystem mit einem Hebel-Mechanismus (Verbindungsmechanismus 16) die Kupplung 13 betätigen und somit die E-Maschine 11 mit der Verbrennungskraftmaschine 20 verbinden oder von diesem trennen kann. Der Verbindungsmechanismus 16 von der Betätigungsebene 5 zum Ausrücksystem (Betätigungslager 25) soll im ausgerückten Zustand selbsthemmend sein. Nachdem die E-Maschine 11 von der Verbrennungskraftmaschine 20 getrennt ist, fährt das Schaltglied 4 wieder zur Neutralstellung zurück, wie es auch bei einem normalen Gangeinlegen mittels des Aktors 3 umgesetzt wird. Die gegenüber liegende Gasse wird zum Wiedereinrücken der Kupplung 13 verwendet. Die extra Betätigungsebene 5 zum Umkoppeln der E-Maschine 11 hat keine Wechselwirkung mit den anderen Betätigungsebenen 6 bis 10, die zur Gangbetätigung verwendet werden.In the detailed 1 is in principle recognizable that the Active Interlock 3 an operating level 5 having, via a release system with a lever mechanism (link mechanism 16 ) the coupling 13 operate and thus the electric motor 11 with the internal combustion engine 20 connect or disconnect from it. The connection mechanism 16 from the operating level 5 to the release system (actuator bearing 25 ) should be self-locking in the disengaged state. After the electric machine 11 from the internal combustion engine 20 is disconnected, moves the switching element 4 back to the neutral position, as is the case with a normal gear engagement by means of the actuator 3 is implemented. The opposite lane will re-engage the clutch 13 used. The extra operating level 5 for reconnecting the electric motor 11 has no interaction with the other levels of actuation 6 to 10 used for gear operation.

In 3 besitzt das Active Interlock 3 ebenfalls eine Schaltebene 5, die nun über eine Synchronisierung oder eine Klauenkupplung (Kupplung 13) die E-Maschine 11 mit dem Getriebe 14 verbinden oder von diesem trennen kann. Nachdem die E-Maschine 11 mit der Getriebewelle 28 verbunden ist, fährt das Schaltglied 4 wieder zur Neutralstellung zurück, wie es auch bei einem normalen Gangeinlegen mittels des Aktors 3 umgesetzt wird. Die gegenüber liegende Gasse wird zum Abkoppeln der E-Maschine 11 verwendet. Die extra Betätigungsebene 5 hat wiederum keine Wechselwirkung mit den anderen Betätigungsebenen 6 bis 10, die zur Gangbetätigung verwendet werden.In 3 owns the Active Interlock 3 also a switching level 5 , which now has a synchronization or a dog clutch (clutch 13 ) the electric machine 11 with the gearbox 14 connect or disconnect from it. After the electric machine 11 with the gear shaft 28 is connected, moves the switching element 4 back to the neutral position, as is the case with a normal gear engagement by means of the actuator 3 is implemented. The opposite lane is used to uncouple the e-machine 11 used. The extra operating level 5 again has no interaction with the other levels of actuation 6 to 10 used for gear operation.

In 6 besitzt das Active Interlock 3 ebenfalls eine Betätigungsebene 5, die über eine Synchronisierung oder eine Klauenkupplung (Kupplung 13) die E-Maschine 11 mit einem der beiden Teilgetriebe 35, 36 verbindet oder von diesen trennen kann. Nachdem die E-Maschine 11 z.B. mit dem (ersten) Teilgetriebe 35 verbunden ist, fährt das Schaltglied 4 wieder zur Neutralstellung, wie es auch bei einem normalen Gangeinlegen mittels des Aktors 3 umgesetzt wird. Die gegenüber liegende Gasse wird zum Trennen der E-Maschine 11 von dem Teilgetriebe 35 und Verbinden der E-Maschine 11 mit dem (zweiten) Teilgetriebe 36 verwendet. Diese extra Betätigungsebene 5 hat keine Wechselwirkung mit den anderen Betätigungsebenen 6 bis 10, die zur Gangbetätigung verwendet werden.In 6 owns the Active Interlock 3 also an operating level 5 that have a synchronization or a dog clutch (clutch 13 ) the electric machine 11 with one of the two partial transmissions 35 . 36 connects or disconnect from them. After the electric machine 11 eg with the (first) partial transmission 35 is connected, moves the switching element 4 again to the neutral position, as is the case with a normal gear engagement by means of the actuator 3 is implemented. The opposite alley becomes the disconnect of the e-machine 11 from the partial transmission 35 and connecting the electric machine 11 with the (second) partial transmission 36 used. This extra operating level 5 has no interaction with the other levels of actuation 6 to 10 used for gear operation.

Claims (9)

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem eine Schaltwelle (2) aufweisenden Aktor (3), wobei ein Schaltglied (4) des Aktors (3) derart mit der Schaltwelle (2) gekoppelt ist, dass das Schaltglied (4) in einem Wählvorgang des Aktors (3) in einer axialen Richtung der Schaltwelle (2) in zumindest eine Betätigungsebene (5, 6, 7, 8, 9, 10) hinein verschiebbar und in einem Schaltvorgang des Aktors (3) in der zumindest einen Betätigungsebene (5, 6, 7, 8, 9, 10) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (3) so ausgebildet und angebracht ist, dass das Schaltglied (4) in einer ersten Betätigungsebene (5) mit einer zwischen einer elektrischen Maschine (11) und einem Drehteil (12, 18) des Antriebsstranges (1) angeordneten Kupplung (13) zusammenwirkt.Drive train (1) for a motor vehicle, having a switching shaft (2) having actuator (3), wherein a switching member (4) of the actuator (3) is so coupled to the switching shaft (2) that the switching member (4) in one Dialing operation of the actuator (3) in an axial direction of the switching shaft (2) in at least one operating plane (5, 6, 7, 8, 9, 10) into and displaceable in a switching operation of the actuator (3) in the at least one operating plane (5 , 6, 7, 8, 9, 10), characterized in that the actuator (3) is designed and mounted so that the switching member (4) in a first operating plane (5) with a between an electric machine (11 ) and a rotary part (12, 18) of the drive train (1) arranged coupling (13) cooperates. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (3) so ausgebildet ist, dass das Schaltglied (4) mittels der Schaltwelle (2) zwischen mehreren Betätigungsebenen (5, 6, 7, 8, 9, 10) hin und her verschiebbar ist, wobei das Schaltglied (4) in einer, beabstandet zu der ersten Betätigungsebene (5) angeordneten, zweiten Betätigungsebene (6, 7, 8, 9, 10) zum Schalten eines Ganges eines Getriebes (14) dient.Drive train after Claim 1 , characterized in that the actuator (3) is formed so that the switching member (4) by means of the switching shaft (2) between a plurality of actuating planes (5, 6, 7, 8, 9, 10) is displaced back and forth, wherein the Switching member (4) in a, spaced from the first operating plane (5) arranged second operating plane (6, 7, 8, 9, 10) for switching a gear of a transmission (14) is used. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (3) so ausgebildet ist, dass das Schaltglied (4) mittels der Schaltwelle (2) in eine beabstandet zu der ersten und der zweiten Betätigungsebene (5, 6) angeordnete dritte Betätigungsebene (7, 8, 9, 10) verschiebbar ist, wobei das Schaltglied (4) in der dritten Betätigungsebene (7) zum Schalten eines anderen Ganges des Getriebes (14) als in der zweiten Betätigungsebene (6) dient.Drive train after Claim 2 , characterized in that the actuator (3) is formed so that the switching member (4) by means of the switching shaft (2) in a spaced from the first and the second operating plane (5, 6) arranged third actuating plane (7, 8, 9 , 10), wherein the switching member (4) in the third operating plane (7) serves to shift another gear of the transmission (14) than in the second operating plane (6). Antriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (4) in der ersten Betätigungsebene (5) unabhängig von einem Schalten in der zweiten Betätigungsebene (6) und/oder der dritten Betätigungsebene (7) bewegbar ist.Drive train after Claim 2 or 3 , characterized in that the switching member (4) in the first operating plane (5) is movable independently of switching in the second operating plane (6) and / or the third operating plane (7). Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (4) in der ersten Betätigungsebene (5) unmittelbar oder mittelbar mit einem Stellelement (15) der Kupplung (13) gekoppelt oder koppelbar ist.Powertrain after one of Claims 1 to 4 , characterized in that the switching member (4) in the first operating plane (5) directly or indirectly coupled to an actuating element (15) of the coupling (13) or can be coupled. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltglied (4) und dem einem Stellelement (15) der Kupplung (13) ein Verbindungsmechanismus (16) angeordnet ist, auf den das Schaltglied (4) in der ersten Betätigungsebene (5) verstellend einwirkt.Powertrain after one of Claims 1 to 5 , characterized in that between the switching member (4) and the one adjusting element (15) of the coupling (13), a connecting mechanism (16) is arranged on the switching member (4) in the first operating plane (5) acting adjusting. Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmechanismus (16) in einer ersten Stellung der Kupplung (13) und/oder in einer zweiten Stellung der Kupplung (13) selbsthemmend wirkt.Drive train after Claim 6 , characterized in that the connecting mechanism (16) in a first position of the coupling (13) and / or in a second position of the coupling (13) acts self-locking. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (4) in der ersten Betätigungsebene (5) von einer Neutralstellung aus in eine erste Drehrichtung verdrehbar ist, in der das Schaltglied (4) die Kupplung (13) in die erste Stellung verbringt, und/oder von der Neutralstellung aus in eine, der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, zweite Drehrichtung verdrehbar ist, in der das Schaltglied (4) die Kupplung (13) in die zweite Stellung verbringt. Powertrain after one of Claims 1 to 7 , characterized in that the switching member (4) in the first operating plane (5) from a neutral position in a first rotational direction is rotatable, in which the switching member (4) spends the clutch (13) in the first position, and / or of the neutral position is rotatable in a, the first rotational direction opposite, second rotational direction in which the switching member (4) spends the clutch (13) in the second position. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (12, 18) drehfester Bestandteil einer Triebwelle (17, 19) ist.Powertrain after one of Claims 1 to 8th , characterized in that the rotary member (12, 18) rotationally fixed part of a drive shaft (17, 19).
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