DE102016215268A1 - Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2), mit einer Elektromaschine, mit einer Elektromaschinenausgangswelle (3), mit einem Getriebe, mit einer Getriebeeingangswelle (4) und mit einer Klauenkupplung (5), wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und die Elektromaschinenausgangswelle (3) mit der Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbindbar oder verbunden ist.
Der Aufbau des Hybridantriebssystems ist dadurch auf kostengünstige und bauraumsparende Weise verbessert und die Effizienz des Hybridantriebssystems kann dadurch auf kostengünstige Weise gesteigert werden, dass durch die Klauenkupplung (5) die Elektromaschinenausgangswelle (3) und die Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Transportmittel mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
  • Hybridantriebssysteme für Transportmittel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, weisen eine Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschine auf. Dabei ist in der Regel eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschinenausgangswelle der Elektromaschine drehwirksam mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbindbar oder verbunden.
  • Aus der DE 195 03 501 A1 ist ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Reibkupplung aufweist, die einerseits mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist und andererseits über einen ersten Drehmomentübertragungsweg mit einer Verbrennungskraftmaschine und über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg mit einer Elektromaschine verbindbar ist. In dem ersten Drehmomentübertragungsweg zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Reibkupplung ist dabei eine Freilaufkupplung vorgesehen, welche eine steuerbare Überbrückungskupplung in Form einer durch einen Stellantrieb, beispielsweise durch einen Elektromagneten ein- und ausschaltbare Klauenkupplung aufweist.
  • Aus der DE 10 2009 002 805 A1 ist ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine mit einer Getriebeeingangswelle antriebsverbundene Elektromaschine und eine über eine Klauenkupplung mit der Getriebeeingangswelle kuppelbare beziehungsweise von dieser abkuppelbaren Verbrennungskraftmaschine umfasst. Die Klauenkupplung kann dabei mit einer reibschlüssigen Synchronisierungshilfe ausgestattet sein.
  • Aus der DE 2014 207 884 A1 ist ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang bekannt, welches einen ersten Koppelabschnitt zur Kopplung des Hybridmoduls an ein Getriebe und einen zweiten Koppelabschnitt zur Kopplung des Hybridmoduls an einen Verbrennungsmotor umfasst. In dem zweiten Koppelabschnitt ist dabei eine Schaltungsanordnung mit zwei formschlüssig, beispielsweise in Form von Klauenelementen, ausgebildeten Schaltelementen vorgesehen.
  • Aus der DE 10 2014 208 602 A1 ist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug bekannt, welches einen ersten, mit einem Elektromotor koppelbaren oder gekoppelten Antriebsstrangabschnitt und einen zweiten, mit einem Verbrennungsmotor koppelbaren oder gekoppelten Antriebsstrangabschnitt aufweist. Der erste Antriebsstrangabschnitt ist dabei über eine erste Getriebestufe und der zweite Antriebsstrangabschnitt über eine zweite Getriebestufe mit einer Ausgangswelle selektiv wirkverbindbar oder wirkverbunden. Zur selektiven Kopplung von dem ersten und dem zweiten Antriebsstrangabschnitt ist ein Zwischengetriebe in Form eines Planetenradgetriebes mit einer Planetenschalteinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise in Form einer axial verschieblichen Schaltmuffe ausgestaltet sein kann.
  • Aus der WO 2010/028905 A1 ist eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welche zur trennbaren mechanischen Kopplung zwischen einer Elektromaschine und einer von dieser Elektromaschine antreibbaren Achse einen schaltbaren Freilauf aufweist.
  • Die im Stand der Technik bekannten Hybridantriebssysteme sind jedoch noch nicht optimal ausgebildet. So weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Hybridantriebssysteme einen komplexen und/oder vielkomponentigen und/oder bauraumeinnehmenden und/oder kostenintensiven Aufbau auf. Zudem treten bei aus dem Stand der Technik bekannten Hybridantriebssystemen Verlustmomente, beispielsweise elektro- und/oder -magnetischer Art, zum Beispiel durch Permanentmagnete beim Mitschleppen der Elektromaschine und/oder mechanischer Art, zum Beispiel durch mitgeschleppte Freiläufe, auf, welche die Effizienz verringern und/oder Kosten erhöhen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das eingangs genannte Hybridantriebssystem, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein kostengünstiges und insbesondere effizientes Hybridantriebssystem mit einem einfachen und bauraumsparenden Aufbau zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Motorrad, Flugzeug oder Schiff, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei umfasst das Hybridantriebssystem eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschine mit einer Elektromaschinenausgangswelle, wobei letztere insbesondere als ein Rotor ausgebildet ist, ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle und eine Klauenkupplung. Dabei sind die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Elektromaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar oder verbunden. Insbesondere sind dabei durch die Klauenkupplung die Elektromaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar („drehwirksam entkoppelt“) und/oder die Elektromaschinenausgangswelle und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar und/oder die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar („drehwirksam entkoppelt“). Insbesondere können dabei durch die Klauenkupplung zumindest die Elektromaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar („drehwirksam entkoppelt“) sein. Beispielsweise können dabei durch die Klauenkupplung zumindest die Elektromaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar und die Elektromaschinenausgangswelle und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar sein. Zum Beispiel können durch die Klauenkupplung die Elektromaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar und die Elektromaschinenausgangswelle und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar sein. Insbesondere kann die Klauenkupplung als eine Mehrfach-Klauenkupplung, beispielsweise eine Dreifach-Klauenkupplung, insbesondere zur Kupplung von mindestens drei Wellen, ausgebildet sein.
  • Durch die Klauenkupplung kann auf kostengünstige Weise ein einfacher, kompakter und bauraumsparender Aufbau mit einer erweiterten Funktionalität realisiert werden. Dadurch, dass durch die Klauenkupplung die Elektromaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle und/oder die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar ist, kann die Elektromaschine nach Bedarf zu- oder abgekoppelt werden. Durch eine Abkopplung der Elektromaschine, beispielsweise in einem reinen Verbrennungskraftmaschinebetrieb, kann die Effizienz gesteigert und Kosten eingespart werden. Insbesondere können so Verlustmomente, welche ansonsten beim Mitschleppen der Elektromaschine durch Permanentmagnete entstehen können, vermieden werden. Dadurch, dass durch die Klauenkupplung die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar sind, kann durch eine Abkopplung der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise in einem reinen Elektromaschinenbetrieb, ebenfalls die Effizienz gesteigert und Kosten eingespart werden. Insbesondere können so Verlustmoment, welche ansonsten beim Mitschleppen der drehbaren Komponenten, insbesondere einem zwischengeschalteten Freilauf auftreten können, vermieden werden.
  • Die Klauenkupplung kann insbesondere ein Schaltelement aufweisen. Dabei kann das Schaltelement insbesondere eine Schiebemuffe umfassen. Die Schiebemuffe kann dabei insbesondere als Kupplungskörper dienen. Das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, kann insbesondere axial verschieblich gelagert sein. Das Schaltelement, insbesondere eine axiale Verschiebung des Schaltelementes, beispielsweise der Schiebemuffe, kann zum Beispiel mittels eines, gegebenenfalls einzigen, Aktuators aktuierbar sein.
  • Insbesondere kann die Elektromaschinenausgangswelle eine Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und/oder die Getriebeeingangswelle eine Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung und/oder die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung aufweisen, wobei das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, einen in die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung eingreifbaren Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt und/oder einen in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung eingreifbaren Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt und/oder einen in die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung eingreifbaren Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt aufweist. Beispielsweise können die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt und/oder die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt, die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt in Form von Steckverzahnungen ausgebildet sein.
  • Zum Beispiel kann das Schaltelement, beispielweise die Schiebemuffe, hydraulisch oder elektrisch aktuierbar sein.
  • Mindestens einseitig, gegebenenfalls beidseitig, kann das Schaltelement, beispielsweise die Schiebemuffe, mit einem Rückstellelement, zum Beispiel einer Feder, ausgestattet sein. Beispielsweise kann das Schaltelement aufgrund der Vorspannung des Rückstellelementes, insbesondere ohne Druck, in einer „Nulllage“ gehalten sein. An dem Rückstellelement kann ein Kolben anlegbar sein oder anliegen. Durch Beaufschlagung des Kolbens mit Druck, beispielsweise durch Füllen eines von dem Kolben begrenzten Druckraums mit einem hydraulischen Mittel oder durch einen andersartig gearteten Aktuator, kann das Schaltelement und/oder beispielsweise der Kolben gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements, zum Beispiel gegen die Federkraft, aus der „Nulllage“ ausrückbar und/oder verschiebbar sein beziehungsweise ausgerückt und/oder verschoben werden. Über eine Kraft-Weg-Kennlinie des Rückstellelementes, beispielsweise eine Federkennlinie, kann eine Druck-Weg-Kennlinie erstellt werden, welche eine genaue Positionierung des Schaltelementes ermöglicht.
  • Im Rahmen einer Ausgestaltung ist das Schaltelement durch eine Schiebemuffe ausgebildet.
  • Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung umfasst das Schaltelement eine Schiebemuffe und eine Schaltgabel. Dabei kann zwischen der Schiebemuffe und der Schaltgabel ein Schiebesitz ausgebildet sein. In dem Schiebesitz kann die Schiebemuffe axial verschieblich gelagert sein. Die Schaltgabel kann dabei beispielsweise ebenfalls axial verschieblich gelagert sein. Dabei kann, insbesondere durch den Schiebesitz, die Schiebemuffe zu der Schaltgabel axial verschieblich sein.
  • Die Klauenkupplung, insbesondere das Schaltelement der Klauenkupplung, kann beispielsweise mehrere, insbesondere mindestens drei Schaltstellungen aufweisen. Durch mindestens drei Schaltstellungen kann das Hybridantriebssystem mit erweiterten Funktionalitäten ausgestattet werden.
  • Im Rahmen einer Ausgestaltung weist die Klauenkupplung eine rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung auf. In der rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung ist insbesondere durch das Schaltelement, insbesondere durch die Schiebemuffe, die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle drehwirksam verbunden und die Elektromaschinenausgangswelle von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt („drehwirksam entkoppelt“). Durch Abkopplung der Elektromaschinenausgangswelle von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und von der Getriebeeingangswelle können in einem rein verbrennungsmaschinellen Betrieb des Hybridantriebssystems Verlustmomente, welche ansonsten bei einem Mitschleppen der Elektromaschine auftreten würden, vermieden und auf diese Weise die Effizienz des Hybridantriebssystems gesteigert werden. So kann eine rein verbrennungsmaschinelle Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein rein verbrennungsmaschinelles Fahren, realisiert werden.
  • Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung weist die Klauenkupplung eine rein elektromaschinelle Schaltstellung auf. In der rein elektromaschinellen Schaltstellung ist insbesondere durch das Schaltelement, insbesondere durch die Schiebemuffe, die Elektromaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle drehwirksam verbunden und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle von der Elektromaschinenausgangswelle und von der Getriebeeingangswelle entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt („drehwirksam entkoppelt“). Durch Abkopplung der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle von der Elektromaschinenausgangswelle und von der Getriebeeingangswelle können in einem rein elektromaschinellen Betrieb des Hybridantriebssystems Verlustmomente, welche ansonsten bei einem Mitschleppen der drehbaren Komponenten der Verbrennungskraftmaschine und/oder eines zwischengeschalteten Freilaufs auftreten würden, vermieden und auf diese Weise die Effizienz des Hybridantriebssystems gesteigert werden. So kann eine rein elektromaschinelle Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein rein elektromaschinelles Fahren, unter anderem zum elektrischen Anfahren, realisiert werden.
  • Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung weist die Klauenkupplung eine kombinierte verbrennungs- und elektromaschinelle Schaltstellung auf. In der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung sind insbesondere durch das Schaltelement, insbesondere durch die Schiebemuffe, die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und die Elektromaschinenausgangswelle drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle verbunden. So kann eine hybridische Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein hybridisches Fahren, eine Rekuperation von Energie durch die Elektromaschine, eine Lastpunktverschiebung und/oder eine Unterstützung der Verbrennungskraftmaschine durch die Elektromaschine, ein sogenanntes „Boosten“, bewirkt werden.
  • Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung weist das Hybridantriebssystem mit der entsprechenden Klauenkupplung auch eine Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung auf. In der Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung ist insbesondere auch das Schaltelement, insbesondere über eine im Folgenden erläuterte Reibkupplung, drehwirksam mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle verbindbar. Dabei kann durch das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, die Elektromaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle drehwirksam verbunden und/oder die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle von der Elektromaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, sein. So kann die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere sowohl im Stillstand als auch in der Bewegung des Transportmittels, durch die Elektromaschine gestartet werden.
  • Die Reibkupplung kann insbesondere zum Starten der Verbrennungskraftmaschine mittels der Elektromaschine ausgelegt sein. Durch die Reibkupplung kann insbesondere eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und dem Schaltelement ausbildbar sein beziehungsweise ausgebildet werden. Dabei kann die Reibkupplung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und einer Schaltgabel bzw. dem Schaltelement ausgebildet sein. Insbesondere kann die Reibkupplung durch eine axiale Verschiebung, insbesondere der Schaltgabel, betätigbar sein.
  • Insbesondere kann das Hybridantriebssystem mindestens ein Synchronisationselement und/oder mindestens ein Sperrelement aufweisen. Durch das mindestens eine Synchronisationselement bzw. Sperrelement kann insbesondere bewirkt werden, dass die Klauenkupplung lediglich bei einer Synchrondrehzahl, insbesondere bei im Wesentlichen einer Drehzahlgleichheit der durch die Klauenkupplung zu verkuppelnden Wellen, beispielsweise der Elektromaschinenausgangswelle und/oder Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und/oder der Getriebeeingangswelle, schaltet beziehungsweise kann ein Schalten der Klauenkupplung bei Nicht-Synchrondrehzahl verhindert werden. Insbesondere kann mittels des mindestens einen Synchronisationselementes bzw. Sperrelementes bei einem Schaltvorgang die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine mechanisch, auf eine Schaltdrehzahl synchronisiert werden, insbesondere ohne einen zusätzlichen weiteren Aktuator.
  • Das mindestens eine Synchronisationselement kann insbesondere ein mechanisches Synchronisationselement sein. So kann eine Synchronisierung, insbesondere Feinsynchronisierung, mechanisch realisiert werden. Durch eine derartige mechanische Synchronisierung kann ein Drehzahlregelungsprozess auch entsprechend vorgenommen werden und/oder auf eine aufwändige steuerungstechnische Drehzahlsynchronisation verzichtet werden. Insbesondere kann dann auch ein Anlasser bzw. Starter für die Verbrennungskraftmaschine entfallen.
  • Insbesondere kann das mindestens eine Synchronisationselement ein mechanisches, reib- und/oder formschlüssiges Synchronisationselement sein.
  • Zum Beispiel kann mindestens ein Sperrelement vorgesehen sein bzw. das mindestens eine Sperrelement derart ausgestaltet sein, dass es ein Einrücken der Klauenkupplung bei unterschiedlichen Drehzahlen der durch die Klauenkupplung zu verkuppelnden Wellen, beispielsweise der Elektromaschinenausgangswelle und/oder der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und/oder der Getriebeeingangswelle, verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der durch die Klauenkupplung zu verkuppelnden Wellen ein Einrücken erlaubt. So kann auf einfache, bauraumsparende und kostengünstige Weise eine mechanische Synchronisierung, insbesondere eine Sperrsynchronisierung, realisiert werden. Ein derartiges Synchronisationssystem beziehungsweise Trennsystem kann insbesondere auch kostengünstiger als eine Lamellenkupplung sein.
  • Im Rahmen einer Ausgestaltung ist zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung ein Sperrelement angeordnet, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung durch das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, bei unterschiedlichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle erlaubt.
  • Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung ein Sperrelement angeordnet, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung durch das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, bei unterschiedlichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Elektromaschinenausgangswelle verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Elektromaschinenausgangswelle erlaubt.
  • Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung ein Sperrelement angeordnet, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung durch das Schaltelement, insbesondere die Schiebemuffe, bei unterschiedlichen Drehzahlen der Elektromaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der Elektromaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle erlaubt.
  • Insbesondere kann das Hybridantriebssystem mindestens zwei derartige, beispielsweise als Trennelemente dienende, Sperrelemente, zum Beispiel zwischen der Elektromaschinenausgangswelle und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und/oder der Getriebeeingangswelle und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Elektromaschinenausgangswelle und/oder der Getriebeeingangswelle, insbesondere zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung sowie zwischen der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung, aufweisen.
  • Weiterhin kann das Hybridantriebssystem ein Fliehkraftpendel (bzw. einen drehzahladaptiven Tilger) aufweisen. Insbesondere kann dabei das Schaltelement mit einem Fliehkraftpendel ausgestattet sein.
  • Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Hybridantriebssystem in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 in einem schematischen Querschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind, in einer rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung,
  • 2 in einem schematischen Querschnitt die in 1 gezeigte Ausführungsform in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 3 in einem schematischen Querschnitt die in 1 und 2 gezeigte Ausführungsform in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 4 in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind, in einer rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung,
  • 5 in einem schematischen Querschnitt die in 4 gezeigte Ausführungsform in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 6 in einem schematischen Querschnitt die in 4 und 5 gezeigte Ausführungsform in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 7 in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind, in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 8 in einer schematischen Explosionsdarstellung die in 7 gezeigte Ausführungsform,
  • 9 in einem schematischen vergrößerten Querschnittsausschnitt die in 7 und 8 gezeigte Ausführungsform in der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 10 in einem schematischen vergrößerten Querschnittsausschnitt die in 7 bis 9 gezeigte Ausführungsform in einer rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung,
  • 11 in einem schematischen vergrößerten Querschnittsausschnitt die in 7 bis 10 gezeigte Ausführungsform in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 12 in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung und einem Synchronisationselement, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle und eine Elektromaschinenausgangswelle und/oder eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind, in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 13 in einem schematischen Querschnitt die in 12 gezeigte Ausführungsform in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 14 in einem schematischen Querschnitt eine weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung und einem Synchronisationselement, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle und eine Elektromaschinenausgangswelle und/oder eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind, in einer rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung,
  • 15 in einem schematischen Querschnitt die in 14 gezeigte Ausführungsform in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 16 in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und/oder eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind sowie mit einer Reibkupplung und zwei Sperrelementen in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 17 in einem schematische, vergrößerten Querschnittsausschnitt die in 16 gezeigte Ausführungsform,
  • 18 in einem schematischen Querschnitt die in 16 und 17 gezeigte Ausführungsform in einer Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung,
  • 19 in einem schematischen Querschnitt die in 16 bis 18 gezeigte Ausführungsform in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung,
  • 20 in einem schematischen Querschnitt die in 16 bis 19 gezeigte Ausführungsform in einer rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung,
  • 21 in einem schematischen Querschnitt eine weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung und einem Dämpfungselement (insbesondere Feder) bzw. Rückstellelement, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und/oder eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind sowie mit einer Reibkupplung und zwei Sperrelementen in einer rein elektromaschinellen Schaltstellung, und
  • 22 in einem schematischen Querschnitt eine weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Klauenkupplung, durch welche eine Verbrennungsmaschinenausgangswelle, eine Elektromaschinenausgangswelle und/oder eine Getriebeeingangswelle drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind sowie mit einem Fliehkraftpendel in einer kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung.
  • In den 1 bis 3, 4 bis 6 und 7 bis 11 werden unterschiedliche Ausführungsformen eines Hybridantriebssystems 1 für ein Transportmittel, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, Motorrad, Flugzeug oder Schiff, dargestellt, welches eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2, eine Elektromaschine mit einer Elektromaschinenausgangswelle 3, ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle 4 und eine Klauenkupplung 5 aufweist. Bei der Klauenkupplung 5 handelt es sich hierbei insbesondere um eine Mehrfach-Klauenkupplung, insbesondere eine Dreifach-Klauenkupplung, durch welche sowohl die Elektromaschinenausgangswelle 3 und die Getriebeeingangswelle 4 als auch die Elektromaschinenausgangswelle 3 und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 als auch die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und die Getriebeeingangswelle 4, insbesondere selektiv, drehwirksam verbindbar und entkoppelbar sind.
  • Die Elektromaschinenausgangswelle 3, welche beispielsweise drehfest mit dem Rotor beziehungsweise Rotorträger der Elektromaschine verbindbar oder verbunden sein kann und/oder als Rotor ausgebildet sein kann, weist dabei eine Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 auf. Die Getriebeeingangswelle 4 weist dabei eine Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 auf und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 eine Verbrennungskraftmaschinen ausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 auf.
  • Die Klauenkupplung 5 wird dabei durch ein axial verschiebliches Schaltelement 50 in Form einer Schiebemuffe 51 gebildet, welches einen in die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 eingreifbaren Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53, einen in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreifbaren Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 und einen in die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 eingreifbaren Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 aufweist.
  • Die Klauenkupplung 5, insbesondere das Schaltelement 50 bzw. die Schiebemuffe 51, weist dabei mindestens drei Schaltstellungen I, II, III auf.
  • 1 bis 6 zeigen Schaltschemen für die unterschiedlichen Schaltstellungen der verschiedenen Ausführungsformen.
  • Im Rahmen der in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 radial auswärts des Schaltelementes 50,51 angeordnet, wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 radial einwärts des Schaltelementes 50,51 angeordnet sind. Dabei ist die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 als Innenverzahnung und der Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 als Außenverzahnung ausgebildet. Der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 sind dabei als Innenverzahnung ausgebildet, wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 als Außenverzahnung ausgebildet sind.
  • Im Rahmen der in 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform sind die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 radial einwärts des Schaltelementes 50,51 angeordnet und als Außenverzahnung ausgebildet, wobei der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52, der Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 des Schaltelementes 50,51 als Innenverzahnung ausgebildet ist.
  • In den 1 und 4 ist eine rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung I der Klauenkupplung beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt. 1 und 4 zeigen, dass in der rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung I durch das Schaltelement 50, insbesondere durch die Schiebemuffe 51, die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 mit dem Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden ist, wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 in den Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 des Schaltelementes 50,51 eingreift und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 des Schaltelementes 50,51 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreift. Die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und der Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 sind dabei ausgerückt, wodurch die Elektromaschinenausgangswelle 3 von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist. Durch die rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung I kann insbesondere eine rein verbrennungsmaschinelle Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein rein verbrennungsmaschinelles Fahren, bewirkt werden. Dadurch, dass die Elektromaschinenausgangswelle 3 von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist, erfolgt dies ohne Mitschleppen der Elektromaschine, wodurch Verluste vermieden und die Effizienz des Hybridantriebssystems gesteigert werden kann.
  • In den 2 und 5 ist eine rein elektromaschinelle Schaltstellung II der Klauenkupplung beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt. 2 und 5 zeigen, dass in der rein elektromaschinellen Schaltstellung II durch das Schaltelement 50, insbesondere durch die Schiebemuffe 51, die Elektromaschinenausgangswelle 3 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden ist, wobei die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 in den Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 des Schaltelementes 50,51 eingreift und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 des Schaltelementes 50,51 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreift. Die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 sind dabei ausgerückt, wodurch die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 von der Elektromaschinenausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist. Durch die rein elektromaschinellen Schaltstellung II kann insbesondere eine rein elektromaschinelle Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein rein elektromaschinelles Fahren, bewirkt werden.
  • In den 3 und 6 ist eine kombinierte verbrennungs- und elektromaschinelle Schaltstellung III der Klauenkupplung beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt. 3 und 6 zeigen, dass in der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung III durch das Schaltelement 50, insbesondere durch die Schiebemuffe 51, die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und die Elektromaschinenausgangswelle 3 drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle 4 verbunden sind. Dabei greift die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 in den Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 des Schaltelementes 50,51, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 in den Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 des Schaltelementes 50,51 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 des Schaltelementes 50,51 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 ein. So kann eine hybridische Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise ein hybridisches Fahren, eine Rekuperation von Energie durch die Elektromaschine, eine Lastpunktverschiebung und/oder eine Unterstützung der Verbrennungskraftmaschine durch die Elektromaschine, ein sogenanntes „Boosten“, bewirkt werden.
  • Im Rahmen der in 7 bis 11 gezeigten Ausführungsform sind die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 – analog zu der in 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform – radial einwärts des Schaltelementes 50,51 angeordnet und als Außenverzahnung ausgebildet, wobei der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52, der Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 als Innenverzahnung ausgebildet sind. Die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 weisen dabei jeweils einen Verzahnungsabschnitt und einen hohlzylindrischen Wellenanbindungsabschnitt zur Anbindung der entsprechenden Welle, insbesondere der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2, der Elektromaschinenausgangswelle 3, insbesondere des Rotors oder Rotorträgers, beziehungsweise der Getriebeeingangswelle 4, auf. Die Wellenaufnahmeabschnitte sind dabei koaxial angeordnet, wobei der Wellenaufnahmeabschnitt der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 den Wellenaufnahmeabschnitt des Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsabschnitts 25 und der Wellenaufnahmeabschnitt der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 wiederum den Wellenaufnahmeabschnitt der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 umgibt.
  • 8 verdeutlicht, dass das Schaltelement 50,51 hierbei einen mehrteiligen Aufbau aufweist und einen ringförmigen Schaltelementgrundkörper 50’, einen ringförmigen ersten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53, einen ringförmigen zweiten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53’, einen ringförmigen Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 und einen ringförmigen Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 umfasst. Der Schaltelementgrundkörper 50’ weist dabei einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt mit einem größeren Innendurchmesser als der erste Abschnitt auf. Der erste Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53, der zweite Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53’ und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 sind dabei an einer inneren Mantelfläche des ersten Abschnitts des Schaltelementgrundkörpers 50’ anliegend anordbar oder angeordnet, insbesondere drehfest anordenbar oder hier als integraler Bestandteil ausbildbar. Der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 ist dabei an einer inneren Mantelfläche des zweiten Abschnitts des Schaltelementgrundkörpers 50’ anliegend anordbar oder angeordnet, insbesondere drehfest anordenbar oder hier als integraler Bestandteil ausbildbar.
  • 7 und 8 zeigen weiterhin, dass der erste Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 und der zweite Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53’ jeweils einen Verzahnungsabschnitt und einen verzahnungsfreien Abschnitt aufweisen, wobei der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 eine durchgängige Verzahnung aufweist.
  • Die 7, 9 bis 11 veranschaulichen, dass die Verzahnungen des ersten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53, des zweiten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53’ und des Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 52 und die korrespondierenden Verzahnungen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 einen ähnlichen und insbesondere kleineren Innendurchmesser beziehungsweise Außendurchmesser aufweisen als die Verzahnungen des Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitts 54 und der korrespondierenden Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45.
  • In 7 und 9 ist eine kombinierte verbrennungs- und elektromaschinelle Schaltstellung III der Klauenkupplung 5 beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt. 7 und 9 zeigen, dass in der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung III durch das Schaltelement 50,51 die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und die Elektromaschinenausgangswelle 3 drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle 4 verbunden sind. Dabei greift die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 in den Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 des Schaltelementes 50,51, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 in den Verzahnungsabschnitt des ersten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53 und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 ein.
  • In 10 ist eine rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung I der Klauenkupplung 5 beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt, welche durch Verschiebung des Schaltelementes 50,51 aus der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung III der Klauenkupplung 5 in eine axiale Richtung (in dem dargestellten Beispiel nach links, siehe Pfeil) schaltbar ist beziehungsweise geschaltet werden kann. 10 zeigt, dass in der rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung I durch das Schaltelement 50,51 die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden ist, wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 in den Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 des Schaltelementes 50,51 eingreift und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 des Schaltelementes 50,51 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreift. Die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 ist dabei gegenüberliegend zu dem verzahnungsfreien Abschnitt des ersten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53 angeordnet, so dass die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und der Verzahnungsabschnitt des ersten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53 nicht ineinander eingreifen und ausgerückt sind, wodurch die Elektromaschinenausgangswelle 3 von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist.
  • In 11 ist eine rein elektromaschinelle Schaltstellung II der Klauenkupplung 5 beziehungsweise des Schaltelementes 50,51 dargestellt, welche durch eine weitere Verschiebung des Schaltelementes 50,51 aus der rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung I der Klauenkupplung 5 in die axiale Richtung (in dem dargestellten Beispiel nach links, siehe Pfeil) schaltbar ist beziehungsweise geschaltet werden kann. 11 zeigt, dass in der rein elektromaschinellen Schaltstellung II durch das Schaltelement 50,51, die Elektromaschinenausgangswelle 3 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden ist, wobei die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 in den Verzahnungsabschnitt des zweiten Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitts 53’ eingreift und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreift. Die Verzahnung der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 ist dabei in den Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 hineingeschoben, greift jedoch aufgrund ihres geringeren Außendurchmessers nicht in die Verzahnung des Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitts 54 ein, wodurch die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 von der Getriebeeingangswelle 4 und auch der Elektromaschinenausgangswelle 3 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist.
  • 12 und 13 sowie die 14 und 15 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen und dienen im Wesentlichen der Veranschaulichung, dass das Hybridantriebssystem 1 im Rahmen einer Ausführungsform mindestens ein mechanisches, insbesondere reib- und/oder formschlüssiges Synchronisationselement 6, insbesondere Sperrsynchronisationselement, aufweisen kann, wobei das Synchronisationselement 6 bzw. das Sperrsynchronisationselement zwischen den Kupplungsverzahnungen von durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Wellen 2, 4; 3, beispielsweise Elektromaschinenausgangswelle 3 und Verbrennungsmaschinenausgangswelle 2 beziehungsweise Getriebeeingangswelle 4, angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass ein Einrücken der Klauenkupplung 5, insbesondere eines Schaltelementes 50, 51 der Klauenkupplung 5, bei unterschiedlichen Drehzahlen der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Wellen 2, 4; 3 verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Wellen 2, 4; 3, beispielsweise Elektromaschinenausgangswelle 3 und Verbrennungsmaschinenausgangswelle 2 beziehungsweise Getriebeeingangswelle 4, erlaubt ist. Dabei ist das Synchronisationselement 6 ringförmig ausgestaltet und weist einen Außendurchmesser auf, welcher – bei ungleicher Drehzahlen – leicht größer als der minimale Innendurchmesser des Schaltelementes 50, 51 ist, so dass das Schaltelement 50, 51 nicht axial über das Synchronisationselement 6 verschiebbar ist beziehungsweise nur bei Erreichen der jeweiligen Synchrondrehzahl verschoben werden kann, da dann das Synchronisationselement zumindest teilweise radial einrückt. Das Synchronisationselement 6 weist dabei eine Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 62, beispielsweise in Form einer Innenverzahnung, auf, welche korrespondierend zu einer, an einer durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden Welle 2, 4; 3 ausgebildeten Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 26 beispielsweise in Form einer Außenverzahnung, ausgebildet ist.
  • Die 12 und 14 veranschaulichen insbesondere eine offene Kupplungsstellung der Klauenkupplung 5 und deuten an, dass bei unterschiedlichen Drehzahlen der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Wellen 2, 4; 3, beispielsweise der Elektromaschinenausgangswelle 3, der Verbrennungsmaschinenausgangswelle 2 oder der Getriebeeingangswelle 4, das Synchronisationselement 6 in einer ausgerückten Stellung ist, in welcher die Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 62 des Synchronisationselementes 6 und die Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 26 der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden Welle 2/4 bzw. 3/2, 4, Zahn auf Zahn stehen, wodurch – insbesondere durch die auf der Zahn-auf-Zahn-Stellung beruhende Beabstandung – das Schaltelement 50, 51 an der Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen den jeweiligen Wellen 2, 4; 3, mit unterschiedlichen Drehzahlen gehindert wird.
  • Die 13 und 15 veranschaulichen insbesondere eine geschlossene Kupplungsstellung der Klauenkupplung 5 und deuten an, dass bei einer Synchrondrehzahl der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Wellen 2, 4; 3 das Synchronisationselement 6 in einer eingerückten Stellung ist, in welcher die Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 62 des Synchronisationselementes 6 und die Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung 26/36 der durch die Klauenkupplung 5 zu verkuppelnden jeweiligen Welle 2, 4, Zahn auf Lücke stehen, wodurch – insbesondere durch den auf der Zahn-auf-Lücke-Stellung beruhenden verringerten Abstand – die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen den jeweiligen Wellen 2, 4; 3, bei Synchrondrehzahl durch das Schaltelement 50, 51 ermöglicht wird.
  • Durch ein derartig ausgestaltetes mechanisches, insbesondere reib- und/oder formschlüssiges, Synchronisationselement 6 kann auf einfache, bauraumsparende und kostengünstige Weise eine mechanische Synchronisierung, insbesondere Sperrsynchronisierung, realisiert werden.
  • Ein wie im Zusammenhang mit 12 und 13 beziehungsweise 14 und 15 erläutertes Synchronisationselement 6 kann beispielsweise zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und/oder zwischen der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (nicht in 12 bis 15 dargestellt) ausgebildet sein.
  • Durch die in 12 bis 15 dargestellten Synchronisationselement-Ausführungsformen kann beispielsweise von einer Elektromaschine mit einem Rotor 3a, einem Rotorträger 3c und einem Stator 3b der Rotor 3a beziehungsweise Rotorträger 3c von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 abkoppelbar sein beziehungsweise abgekoppelt werden. Dabei kann im Rahmen einer Ausgestaltung der Rotor 3a beziehungsweise Rotorträger 3c drehfest mit der Getriebeeingangswelle 4 verbindbar beziehungsweise verbunden sein (vgl. 12 und 13). Es ist jedoch ebenso möglich, dass durch die in den 12 bis 15 dargestellten Synchronisationselement-Ausführungsformen der Rotor 3a beziehungsweise Rotorträger 3c von der Getriebeeingangswelle 4 abkoppelbar sein beziehungsweise abgekoppelt werden kann (vgl. 14 und 15).
  • Die 16 bis 20 und 21 zeigen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems 1 und veranschaulichen, dass das Hybridantriebssystem 1 zum einen auch zwei mechanische, insbesondere formschlüssige, Sperrelemente 6’,6’’ und zum anderen auch eine Reibkupplung 7 zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine mittels einer Elektromaschine mit einem Rotor 3a, einem Rotorträger 3c und einem Stator 3b aufweisen kann.
  • 16 bis 20 und 21 zeigen, dass das Hybridantriebssystem 1 eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 mit einer Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25, eine Getriebeeingangswelle 4 mit einer Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 und eine Elektromaschinenausgangswelle 3 mit einer Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 sowie ein Schaltelement 50 bzw. eine Schiebemuffe 51 und eine Schaltgabel 51’ aufweist. Zwischen der Schiebemuffe 51 und der Schaltgabel 51’ ist dabei ein Schiebesitz ausgebildet, in welchem die Schiebemuffe 51 axial verschieblich angeordnet ist und mindestens einseitig mit einem Rückstellelement 55, 55’, beispielsweise einer Druckfeder, ausgestattet ist.
  • Wie in 21 gezeigt, kann die Schiebemuffe 51 beispielsweise auch beidseitig mit einem Rückstellelement 55, 55’, beispielsweise einer Feder und einer Gegenfeder und/oder einem Dämpferelement, ausgestattet sein. So können Schaltgeräusche durch eine einschießende vorgespannte Schiebemuffe 51 aus der Gegenrichtung abgefangen und auf diese Weise ein mögliches Schaltgeräusch so gering wie möglich gehalten werden.
  • Die Schaltgabel 51’ ist ebenfalls axial verschieblich angeordnet. Eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 51’ ist dabei durch einen Aktuator (nicht dargestellt) bewirkbar, welcher beispielsweise wie im Folgenden erläutert – gegebenenfalls lediglich – drei Aktuator-Schaltstellungen aufweisen und damit einfach ausgestaltet sein kann.
  • Die Schiebemuffe 51 weist einen in die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 eingreifbaren Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53, einen in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreifbaren Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 und einen in die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 eingreifbaren Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 auf.
  • Sowohl zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 als auch zwischen der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 ist dabei jeweils ein Sperrelement 6’, 6’’ vorgesehen.
  • Durch das zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 angeordnete Sperrelement 6’ kann dabei insbesondere die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 durch die Schiebemuffe 51 bei unterschiedlichen Drehzahlen der Elektromaschinenausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der Elektromaschinenausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 ermöglicht werden.
  • Durch das zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 angeordnete Sperrelement 6’’ kann insbesondere die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Klauenkupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 durch die Schiebemuffe 51 bei unterschiedlichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 verhindert und bei einer Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 erlaubt werden.
  • Die Reibkupplung 7 ist zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Schaltgabel 51’ ausgebildet und durch eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 51’ betätigbar. Durch eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 51’ können dabei die Anpressflächen 71, 71’ der Reibkupplung unter Ausbildung einer reibschlüssige Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Schaltgabel 51’ gegeneinander pressbar sein beziehungsweise gepresst werden. Auf diese Weise kann eine Schlupfstartkupplung mit einer sperrsynchronisierten Klauenüberbrückungskupplung bereitgestellt werden.
  • In den 16 und 21 ist eine rein elektromaschinelle Schaltstellung II der Klauenkupplung 5 dargestellt. 16 und 21 deutet an, dass in der rein elektromaschinellen Schaltstellung II durch die Schiebemuffe 51 die Elektromaschinenausgangswelle 3 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden ist, wobei die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 in den Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 eingreift und der Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 eingreift. Der Aktuator (nicht dargestellt) zur axialen Verschiebung der Schaltgabel 51’ kann sich dabei in einer ersten Aktuator-Schaltstellung befinden. So kann eine rein elektrische Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise beim elektrischen Anfahren, bewirkt werden. Die Reibkupplung 7 ist dabei geöffnet und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 sind dabei zueinander versetzt angeordnet, wodurch die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 von der Getriebeeingangswelle 4 und auch von der Elektromaschinenausgangswelle 3 entkoppelt, insbesondere drehentkoppelt, ist.
  • In 18 ist eine Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung IV, insbesondere unabhängig von einer spezifischen Schaltstellung der Klauenkupplung 5 dargestellt, welche durch eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 51’ aus der rein elektromaschinelle Schaltstellung II der Klauenkupplung 5 in Richtung der Reibkupplung 7 (in dem dargestellten Beispiel nach links, siehe Pfeil) und ein dadurch erzieltes Anpressen der Reibkupplung 7 schaltbar ist beziehungsweise geschaltet werden kann. 18 zeigt, dass in der Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung IV die Schaltgabel 51’ über eine reibschlüssige Verbindung mittels der Reibkupplung 7 drehwirksam mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 verbunden ist. Der Aktuator (nicht dargestellt) zur axialen Verschiebung der Schaltgabel 51’ kann sich dabei in einer zweiten Aktuator-Schaltstellung befinden. Die Schiebemuffe 51 wird dabei vor Erreichen einer Synchrondrehzahl durch das Sperrelement 6’’ zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 an einer mit der Schaltgabel 51’ einhergehenden axialen Verschiebung und insbesondere an einem Überschieben der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 gehindert und in einer Position gehalten, in welcher durch die Schiebemuffe 51 zwar die Elektromaschinenausgangswelle 3 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden, jedoch die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 weiterhin zueinander versetzt angeordnet und somit die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 nicht mittels der Schiebemuffe 51 mit der Elektromaschinenausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 gekoppelt ist.
  • Auf diese Weise kann durch die Elektromaschine über die Elektromaschinenausgangswelle 3, die reibschlüssige Verbindung der Reibkupplung 7 und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere sowohl während der Fortbewegung des Transportmittels, beispielsweise aus dem elektrischen Fahren heraus, als auch aus dem Stillstand, gestartet beziehungsweise zugeschaltet werden. Ein zusätzlicher Starter zum Starten der Verbrennungskraftmaschine ist damit nicht mehr nötig.
  • Durch das Sperrelement 6’’ zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 kann ein Durchschalten der Schiebemuffe 51 vor dem Erreichen einer Drehzahlgleichheit zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Elektromaschinenausgangswelle 3 und/oder der Getriebeeingangswellen 4 verhindert und das Rückstellelement 55, 55’ unter Einwirkung der axialen Verschiebung der Schaltgabel 51’ vorgespannt werden. Bei Erreichen der Synchrondrehzahl zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Elektromaschinenausgangswelle 3 und/oder der Getriebeeingangswellen 4 erlaubt dann das Sperrelement 6’’ ein Durchschalten der Schiebemuffe 51 durch das vorgespannte Rückstellelement 55, so dass die Klauenkupplung 5 erst bei Erreichen der Synchrondrehzahl selbstständig einrückt, insbesondere ohne dass hierfür ein weiterer Aktuator notwendig ist.
  • 18 veranschaulicht weiterhin, dass die mechanischen, insbesondere formschlüssigen, Sperrelemente 6’’, 6’ – alternativ zu einer im Rahmen der in 12 bis 15 gezeigten Ausführungsformen erläuterten Synchronisation – auch zur Synchronisation mittels einer radialen formschlüssigen Sperrung ausgelegt sein können.
  • In 19 ist eine kombinierte verbrennungs- und elektromaschinelle Schaltstellung III der Klauenkupplung 5 dargestellt, welche durch eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe 51 aus der Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung IV in Richtung der Reibkupplung 7 (in dem dargestellten Beispiel nach links, siehe Pfeil) schaltbar ist beziehungsweise geschaltet werden kann. Die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 51 wird dabei beim Erreichen der Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 durch das Sperrelement 6’’ zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 erlaubt und durch die von dem Rückstellelement 55 auf die Schiebemuffe 51 ausgeübte Vorspannung bewirkt. Der Aktuator (nicht dargestellt) zur axialen Verschiebung der Schaltgabel 51’ kann sich dabei weiterhin in der zweiten Aktuator-Schaltstellung befinden.
  • In der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung III kann dann die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 mit dem Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52, die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 mit dem Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 mit dem Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 eingreifen und auf diese Weise die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 mit der Elektromaschinenausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden werden.
  • In 20 ist eine rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung I der Klauenkupplung 5 dargestellt, welche durch eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 51’ und Schiebemuffe 51 aus der Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung IV weg von der Reibkupplung 7 (in dem dargestellten Beispiel nach rechts, siehe Pfeil) schaltbar ist beziehungsweise geschaltet werden kann. Hierzu wird die Schaltgabel 51’ durch den Aktuator (nicht dargestellt) zurückgezogen.
  • In der rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung I kann dann die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 25 mit dem Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 52 und die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung 45 mit dem Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt 54 eingreifen und auf diese Weise die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 mit der Getriebeeingangswelle 4 drehwirksam verbunden werden. Die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung 35 ist dabei versetzt zu dem Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt 53 angeordnet, so dass die Elektromaschinenausgangswelle 3 von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 4 abgekoppelt ist beziehungsweise wird. Der Aktuator (nicht dargestellt) zur axialen Verschiebung der Schaltgabel 51’ kann sich dabei in einer dritten Aktuator-Schaltstellung befinden.
  • Bei den in 16 bis 20 und 21 gezeigten Ausführungsformen kann zur Betätigung der Klauenkupplung, insbesondere der Schaltgabel 51’, und der Reibkupplung ein einziger beziehungsweise gemeinsamer, insbesondere einfacher, Aktuator, insbesondere mit lediglich drei definierten Schaltstellungen, verwendet werden. So können Komponenten und damit Kosten eingespart werden. Die Reibkupplung kann dabei klein dimensioniert werden und beispielsweise lediglich für das Starten der Verbrennungskraftmaschine und zum Beispiel nicht als Fahrkupplung ausgelegt sein.
  • 22 zeigt eine Weiterbildung der in 4 bis 7 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems 1, bei welcher das Schaltelement 50, 51 mit einem Fliehkraftpendel 8 ausgestattet ist. Das Fliehkraftpendel 8 kann beispielsweise starr fixiert sein. Durch die Anbindung des Fliehkraftpendels 8 (bzw. eines drehzahladaptiven Tilgers) an das Schaltelement 50, 51 kann bewirkt werden, dass dieses im verbrennungsmaschinellen Betrieb immer im Eingriff ist und Schwingungen der Antriebswelle dämpfen beziehungsweise tilgen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebssystem
    2
    Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle
    3
    Elektromaschinenausgangswelle
    3a
    Rotor
    3b
    Stator
    3c
    Rotorträger
    4
    Getriebeeingangswelle
    5
    Klauenkupplung
    6
    Synchronisationselement
    6’, 6’’
    Sperrelement
    7
    Reibkupplung
    8
    Fliehkraftpendel
    25
    Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung
    26
    Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung
    35
    Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung
    36
    Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung
    45
    Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung
    50
    Schaltelement
    50’
    Schaltelementgrundkörper
    51
    Schiebemuffe
    51’
    Schaltgabel
    51’’
    Schiebesitz
    52
    Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt
    53, 53’
    Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt
    54
    Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt
    55
    Feder / Rückstellelement
    55’
    Feder / Dämpfungselement
    62
    Synchronisationselement-Kupplungsverzahnung
    71, 71’
    Anpressfläche
    I
    rein Verbrennungsmaschinelle Schaltstellung
    II
    rein elektromaschinelle Schaltstellung
    III
    kombinierte verbrennungs- und elektromaschinelle Schaltstellung
    IV
    Verbrennungskraftmaschinen-Starter-Schaltstellung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Hybridantriebssystem (1) für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2), mit einer Elektromaschine, mit einer Elektromaschinenausgangswelle (3), mit einem Getriebe, mit einer Getriebeeingangswelle (4) und mit einer Klauenkupplung (5), wobei die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und die Elektromaschinenausgangswelle (3) mit der Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbindbar oder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Klauenkupplung (5) die Elektromaschinenausgangswelle (3) und die Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar ist.
  2. Hybridantriebssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Klauenkupplung (5) die Elektromaschinenausgangswelle (3) und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar ist.
  3. Hybridantriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Klauenkupplung (5) die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und die Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbindbar und drehentkoppelbar ist.
  4. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5) ein Schaltelement (50) aufweist, insbesondere das Schaltelement (50) eine Schiebemuffe (51) aufweist.
  5. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5), insbesondere das Schaltelement (50), mindestens drei Schaltstellungen (I, II, III, IV) aufweist.
  6. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschinenausgangswelle (3) eine Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35), die Getriebeeingangswelle (4) eine Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) aufweist, wobei das Schaltelement (50) einen in die Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35) eingreifbaren Elektromaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt (53), einen in die Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) eingreifbaren Getriebeeingangswellen-Schaltabschnitt (54) und einen in die Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) eingreifbaren Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Schaltabschnitt (52) aufweist.
  7. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5) eine rein verbrennungsmaschinelle Schaltstellung (I) aufweist, wobei in der rein verbrennungsmaschinellen Schaltstellung (I) durch das Schaltelement (50) die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) mit der Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbunden und die Elektromaschinenausgangswelle (3) von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Getriebeeingangswelle (4) drehentkoppelt ist.
  8. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5) eine rein elektromaschinelle Schaltstellung (II) aufweist, wobei in der rein elektromaschinellen Schaltstellung (II) durch das Schaltelement (50) die Elektromaschinenausgangswelle (3) mit der Getriebeeingangswelle (4) drehwirksam verbunden ist und die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) von der Elektromaschinenausgangswelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) drehentkoppelt ist.
  9. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5) eine kombinierte verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung (III) aufweist, wobei in der kombinierten verbrennungs- und elektromaschinellen Schaltstellung (III) durch das Schaltelement (50) die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und die Elektromaschinenausgangswelle (3) drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle (4) verbunden sind.
  10. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) ein Synchronisationselement (6) und/oder ein Sperrelement (6‘, 6‘‘) angeordnet ist, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) durch das Schaltelement (50) bei unterschiedlichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Getriebeeingangswelle (4) verhindert und bei im Wesentlichen einer Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Getriebeeingangswelle (4) erlaubt, und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35) ein Synchronisationselement (6) und/oder ein Sperrelement (6‘, 6‘‘) angeordnet ist, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (25) und der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35) durch das Schaltelement (50) bei im wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Elektromaschinenausgangswelle (3) verhindert und bei im Wesentlichen einer Synchrondrehzahl der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Elektromaschinenausgangswelle (3) erlaubt, und/oder zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35) und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) ein Synchronisationselement (6) und/oder ein Sperrelement (6‘, 6‘‘) angeordnet ist, welches die Ausbildung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Elektromaschinenausgangswellen-Kupplungsverzahnung (35) und der Getriebeeingangswellen-Kupplungsverzahnung (45) durch das Schaltelement (50) bei im wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen der Elektromaschinenausgangswelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) verhindert und bei im Wesentlichen einer Synchrondrehzahl der Elektromaschinenausgangswelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) erlaubt.
  11. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridantriebssystem (1) weiterhin eine Reibkupplung (7) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine mittels der Elektromaschine aufweist, wobei durch die Reibkupplung (7) eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) und der Elektromaschinenausgangswelle (3), insbesondere dem Schaltelement (50) ausbildbar ist.
  12. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplung (5) eine Verbrennungskraftmaschine-Starter-Schaltstellung (IV) aufweist, wobei das Schaltelement (50) über die Reibkupplung (7) drehwirksam mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (2) verbunden ist.
  13. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (50), insbesondere die Schiebemuffe (51), mindestens einseitig mit einem Rückstellelement (55) ausgestattet ist bzw. zusammenwirkt.
  14. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (50) hydraulisch aktuierbar ist.
  15. Hybridantriebssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (50) mit einem Fliehkraftpendel (8) ausgestattet ist bzw. zusammenwirkt.
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