DE102016220512A1 - Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Hendrik Schröder
Oliver Ludwig
Christian Meißner
Frederik Weiß
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem (1) für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mit einer ersten Elektromaschine (3), mit einer zweiten Elektromaschine (4) und mit einem Getriebe, insbesondere mit einem Zweiganggetriebe. Dabei weist das Getriebe eine erste Gangstufe (I), eine zweite Gangstufe (II), eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) zur Anbindung der ersten Elektromaschine (3), eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) zur Anbindung der zweiten Elektromaschine (4), eine Getriebeausgangswelle (8) sowie ein erstes Schaltelement (9a) zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) und ein zweites Schaltelement (9b) zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
  • Hybridantriebssysteme für Transportmittel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, weisen herkömmlicherweise eine Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschine auf. Manche Hybridantriebssysteme können auch eine Verbrennungskraftmaschine und zwei Elektromaschinen aufweisen. Dabei kann eine der Elektromaschinen beispielsweise vorwiegend als elektromotorischer Antrieb für das Transportmittel und die andere Elektromaschine vorwiegend als Generator dienen.
  • Aus der DE 10 2010 028 026 A1 ist insbesondere ein 3-Gang-Hybridantriebssytem, insbesondere ein gattungsbildendes Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und ein als ein Dreiganggetriebe ausgeführtes Getriebe aufweist. Dabei weist das Dreiganggetriebe eine erste Gangstufe mit einem ersten Antriebszahnrad und einem ersten Abtriebszahnrad, eine zweite Gangstufe mit einem zweiten Antriebszahnrad und einem zweiten Abtriebszahnrad und eine dritte Gangstufe mit einem dritten Antriebszahnrad und einem dritten Abtriebszahnrad, eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der ersten Elektromaschine, eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der zweite Elektromaschine, eine Getriebeausgangswelle sowie eine Vielzahl von Schaltelementen auf. Dabei sind das erste Antriebszahnrad und das dritte Antriebszahnrad als Festrad auf der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und das zweite Antriebszahnrad als Festrad auf der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle ausgeführt. Das erste, zweite und dritte Abtriebszahnrad sind dabei als Losräder auf der Getriebeausgangswelle ausgeführt bzw. hier als Losräder angeordnet. Über ein erstes Schaltelement kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt werden. Über ein zweites Schaltelement kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt werden.
  • Aus der DE 10 2011 089 711 A1 ist ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und ein als Dreiganggetriebe ausgeführtes Getriebe aufweist. Dabei weist das Dreiganggetriebe eine erste Gangstufe mit einem ersten Antriebszahnrad und einem ersten Abtriebszahnrad, eine zweite Gangstufe mit einem zweiten Antriebszahnrad und einem zweiten Abtriebszahnrad, eine dritte Gangstufe mit einem dritten Antriebszahnrad und einem dritten Abtriebszahnrad, eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der ersten Elektromaschine, eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der zweiten Elektromaschine, eine Getriebeausgangswelle sowie eine Vielzahl von Schaltelementen auf. Dabei sind das erste Antriebszahnrad und das dritte Antriebszahnrad als Festrad auf der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und das zweite Antriebszahnrad als Losrad auf der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle ausgeführt. Das erste und dritte Abtriebszahnrad sind dabei als Losräder und das zweite Abtriebszahnrad als Festrad auf der Getriebeausgangswelle ausgeführt. Über ein erstes Schaltelement kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt werden. Über das zweite Schaltelement kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt werden. Über das zuletzt genannte, insbesondere als zweiseitige wirksame Schiebemuffenanordnung ausgebildete zweite Schaltelement kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit dem als Losrad ausgeführten zweiten Antriebszahnrad und damit mit der zweiten Gangstufe gekoppelt werden.
  • Aus der DE 10 2011 085 110 A1 ist ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und ein als Planetengetriebe ausgeführtes Getriebe aufweist. Dabei weist das Planetengetriebe eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine, eine Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung einer der Elektromaschinen, eine Getriebeausgangswelle und ein Schaltelement auf. Über das Schaltelement kann das Planetengetriebe mit der anderen Elektromaschine gekoppelt werden.
  • Aus der EP 2 289 751 A1 ist ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und ein Getriebe mit mehreren Gangstufen aufweist. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine mit einer der Elektromaschinen verbunden, welche wahlweise über eine erste Gangstufe oder über eine zweite Gangstufe mit einem Abtrieb koppelbar ist. Die andere Elektromaschine ist dabei wahlweise und unabhängig davon über eine dritte Gangstufe mit dem Abtrieb koppelbar.
  • Die im Stand der Technik bekannten Hybridantriebssysteme sind jedoch noch nicht optimal ausgebildet. So weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Hybridantriebssysteme häufig einen komplexen und kostenintensiven Aufbau, insbesondere mit einer Vielzahl von Schaltelementen und von Aktuatoren auf. Darüber hinaus kann bei den aus dem Stand der Technik bekannten Hybridantriebssystemen beim Schalten von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe und/oder bei einer Fortbewegung gegen eine hohe Gegenkraft, beispielsweise bei einer Berg-auf-Fahrt, ein hoher Zugkrafteinbruch auftreten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das eingangs genannte Hybridantriebssystem, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein Hybridantriebssystem mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird nun zunächst für das Hybridantriebssystem für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Dabei weist das Hybridantriebssystem eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und ein Getriebe auf. Das Getriebe weist dabei eine erste Gangstufe, eine zweite Gangstufe, eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der ersten Elektromaschine, eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zur Anbindung der zweiten Elektromaschine, eine Getriebeausgangswelle sowie ein erstes Schaltelement zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und insbesondere auch zur Kopplung mit der einen, beispielsweise ersten, Gangstufe, und ein zweites Schaltelement zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und insbesondere auch zur Kopplung mit der anderen, beispielsweise zweiten, Gangstufe auf. Das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement sind dabei als Bestandteile eines axial verschieblichen Mehrfachschaltelements ausgebildet. Mit Hilfe des Mehrfachschaltelementes ist die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle daherje nach Schaltstellung - mit der ersten Gangstufe oder mit der zweiten Gangstufe koppelbar. Anders ausgedrückt, mit Hilfe des Mehrfachschaltelementes ist die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle insbesondere wirksam verbindbar, entweder mit der ersten oder mit der zweiten Gangstufe.
  • So kann ein Hybridantriebssystem mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau bereitgestellt werden. Das Mehrfachschaltelement beziehungsweise dessen erstes und zweites Schaltelement können vorteilhafterweise durch lediglich einen, insbesondere gangstellenden, Aktuator aktuiert werden, wodurch der Aufbau deutlich vereinfacht werden kann und damit die Kosten reduziert werden können. Zudem kann dabei ein Zugkrafteinbruch beim Schalten einer der Getriebeeingangswellen und/oder bei einer Fortbewegung gegen eine hohe Gegenkraft, beispielsweise bei einer Berg-auf-Fahrt, zum Beispiel bei welcher die Zugkraft einer Elektromaschine mit einem geringen Drehmoment einbrechen könnte, dadurch minimiert werden, dass zumindest eine, insbesondere zwei, der jeweiligen Getriebeeingangswellen und damit deren jeweilige „Antriebsmaschine“ währenddessen im Kraftschluss mit einer Gangstufe bleibt und auch weiterhin Zugkraft bereitstellen kann. Dies kann vorteilhafterweise bereits mit lediglich zwei Gangstufen und damit mit einem sehr einfachen Aufbau und insbesondere auch mit einer nur geringen Getriebekomplexität erzielt werden. Das Getriebe kann daher beispielsweise als ein Zweiganggetriebe, also ein Getriebe, welches lediglich eine erste Gangstufe und eine zweite Gangstufe und gegebenenfalls keine weiteren Gangstufen aufweist, ausgebildet sein. Zudem kann so die Systemleistung besser genutzt und beispielsweise - insbesondere unter Einhaltung der Systemleistung - auch Elektromaschinen mit geringerer Leistung eingesetzt werden.
  • Die zweite Elektromaschine kann insbesondere vorwiegend als elektromotorischer Antrieb für das Transportmittel dienen. Zusätzlich kann die zweite Elektromaschine auch als Generator dienen. So kann durch die zweite Elektromaschine beim einem Antrieb durch die Verbrennungskraftmaschine und/oder beim Bremsen elektrische Energie erzeugt und beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden.
  • Die erste Elektromaschine kann insbesondere vorwiegend zum Starten der Verbrennungskraftmaschine und/oder zum Drehzahlangleich der Verbrennungskraftmaschine und/oder auch als Generator dienen. So kann auf einen zusätzlichen Starter für die Verbrennungskraftmaschine verzichtet und/oder das Fahrverhalten des Transportmittels verbessert und/oder beim einem Antrieb durch die Verbrennungskraftmaschine elektrische Energie erzeugt und beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden. Zusätzlich kann die erste Elektromaschine auch als, insbesondere zusätzlicher, elektromotorischer Antrieb für das Transportmittel dienen. So kann das Fahrverhalten des Transportmittels weiter verbessert und beispielsweise eine höhere Beschleunigung des Transportmittels, zum Beispiel ein sportlicheres Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs, erzielt werden.
  • Das erste und zweite Schaltelement können, insbesondere bei der Ausgestaltung als Bestandteil eines Mehrfachschaltelementes, gemeinsam axial verschieblich sein. So können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement beziehungsweise das Mehrfachschaltelement mit einem, beispielsweise einzigen beziehungsweise gemeinsamen, Aktuator, wie bereits erwähnt, bedienbar sein beziehungsweise bedient werden. Beispielsweise können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement beziehungsweise das Mehrfachschaltelement über mindestens ein Übertragungsmittel, zum Beispiel eine Schaltwalze und/oder eine Schaltschiene, von einem, insbesondere einzigen beziehungsweise gemeinsamen, Aktuator aktuierbar sein.
  • Das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement können insbesondere unterschiedlichen Gangstufen zugeordnet sein. Insbesondere kann das erste Schaltelement der ersten Gangstufe und das zweite Schaltelement der zweiten Gangstufe zugeordnet sein. Gegebenenfalls kann auch das erste Schaltelement der zweiten Gangstufe und das zweite Schaltelement der ersten Gangstufe zugeordnet sein.
  • Im Rahmen einer Ausgestaltung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement gegeneinander drehbar.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement gegeneinander drehbar, insbesondere aber axial auch miteinander, verbunden. So kann realisiert werden, dass das erste und zweite Schaltelement gemeinsam axial verschieblich und jeweils mit unterschiedlichen jeweiligen Getriebeeingangswellen koppelbar ist.
  • Das erste und zweite Schaltelement könnten beispielsweise auch kraftschlüssige Schaltelemente sein. Insbesondere sind das erste und zweite Schaltelement aber als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Schiebemuffen ausgeführt. Beispielsweise kann dabei das Mehrfachschaltelement zwei gegeneinander drehbare Schiebemuffen, insbesondere als erstes und zweites Schaltelement, aufweisen, welche gegeneinander drehbar bzw. gegeneinander verdrehbar, insbesondere aber auch axial miteinander verbunden sind.
  • Das Mehrfachschaltelement, insbesondere das erste Schaltelement des Mehrfachschaltelementes, ist zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und der einen, beispielsweise ersten, Gangstufe und/oder zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und der einen, beispielsweise ersten, Gangstufe ausgebildet.
  • Das Mehrfachschaltelement, insbesondere das zweite Schaltelement des Mehrfachschaltelementes, ist zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und der anderen, beispielsweise zweiten, Gangstufe und/oder zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und der anderen, beispielsweise zweiten, Gangstufe ausgebildet.
  • Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung ist daher das Mehrfachschaltelement, insbesondere das erste Schaltelement, weiterhin zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der einen, beispielsweise ersten, Gangstufe und, insbesondere das zweite Schaltelement, zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der anderen, beispielsweise zweiten, Gangstufe ausgebildet. So kann die erste und/oder zweite Elektromaschine entsprechend abgekoppelt und dadurch Schleppverluste minimiert werden.
  • Das Mehrfachschaltelement, insbesondere das erste und zweite Schaltelement, kann mehrere, insbesondere mindestens vier, beispielsweise auch mindestens fünf, Schaltstellungen aufweisen. Die Schaltstellungen können insbesondere sequenziell beziehungsweise nacheinander schaltbar sein.
  • Im Rahmen der bevorzugten Ausgestaltung weist das Mehrfachschaltelement, insbesondere das erste und das zweite Schaltelement:
    • - eine Starter- und/oder Ladeschaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt - und beispielsweise die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle von der ersten Gangstufe und beispielsweise auch von der zweiten Gangstufe entkoppelt - ist, insbesondere wobei die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle, gegebenenfalls durch das zweite Schaltelement, mit der zweiten Gangstufe gekoppelt - und insbesondere von der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle, der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und der ersten Gangstufe entkoppelt - ist, und/oder
    • - eine erste hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Gangstufe und mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt ist, und/oder
    • - eine elektromaschinelle Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Gangstufe gekoppelt - und insbesondere die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Gangstufe gekoppelt ist, und/oder
    • - eine zweite hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Gangstufe gekoppelt ist, und, insbesondere durch das zweite Schaltelement, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Gangstufe gekoppelt ist und insbesondere die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Gangstufe gekoppelt ist, und/oder
    • - eine dritte hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der ersten Gangstufe gekoppelt ist, und, insbesondere durch das zweite Schaltelement, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Gangstufe gekoppelt und von der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle entkoppelt ist,

    auf.
  • In der Starter- und/oder Ladeschaltstellung kann die Verbrennungskraftmaschine durch die erste Elektromaschine, insbesondere auch während einer Fortbewegung mittels der zweiten Elektromaschine, gestartet und/oder auf Drehzahl gebracht und/oder die durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugte kinetische Energie kann durch die erste Elektromaschine in elektrische Energie umgewandelt und beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden. Insbesondere kann diese Schaltstellung auch für ein seriellen Hybridanrieb des Fahrzeugs genutzt und/oder verwendet werden, indem die Kopplung von der Verbrennungskraftmaschine und der ersten Elektromaschine dann die elektrische Leistung für das Fahren mit der zweiten Elektromaschine - vergleichbar mit einem „Range-Extender oder einem seriellen Hybriden - bereitstellt.
  • In der ersten hybridischen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine - insbesondere über die zweite Gangstufe - sowie die Verbrennungskraftmaschine und die erste Elektromaschine - insbesondere über die erste Gangstufe - insbesondere zur hybridischen Fortbewegung, beispielsweise zum hybridischen Fahren, des Transportmittels, beispielsweise bei höheren Geschwindigkeiten und/oder als Boost-Funktion, dienen.
  • Gegebenenfalls kann die Verbrennungskraftmaschine über einen Freilauf, beispielsweise welcher öffnet, wenn die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine kleiner als die Drehzahl der ersten und/oder der zweiten Elektromaschine ist, an die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt sein.
  • In der elektromaschinellen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine - insbesondere über die zweite Gangstufe - und die erste Elektromaschine - insbesondere über die erste Gangstufe - insbesondere zur elektrischen Fortbewegung, beispielsweise zum elektrischen Fahren, des Transportmittels dienen. Dabei kann die elektromaschinelle Schaltstellung insbesondere auch als Übergangsstellung beim Schalten der Verbrennungskraftmaschine von der ersten Gangstufe zur zweiten Gangstufe, insbesondere vom ersten in den zweiten Gang, dienen und dadurch, dass sowohl die zweite als auch die erste Elektromaschine im Kraftschluss verbleibt einen Zugkrafteinbruch beim Schalten der Verbrennungskraftmaschine von der ersten Gangstufe zur zweiten Gangstufe, insbesondere vom ersten in den zweiten Gang kompensieren.
  • In der zweiten hybridischen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine sowie die Verbrennungskraftmaschine - insbesondere über die zweite Gangstufe - und die erste Elektromaschine - insbesondere über die erste Gangstufe - insbesondere zur hybridischen Fortbewegung, beispielsweise zum hybridischen Fahren, des Transportmittels, beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten und/oder als Boost-Funktion, dienen.
  • In der dritten hybridische Schaltstellung können die Verbrennungskraftmaschine - insbesondere über die zweite Gangstufe - und die erste Elektromaschine - insbesondere über die erste Gangstufe - insbesondere zur hybridischen Fortbewegung, beispielsweise zum hybridischen Fahren, des Transportmittels, beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten und/oder als Boost-Funktion, dienen, insbesondere wobei die zweite Elektromaschine abgekoppelt ist. Durch Abkopplung der zweiten Elektromaschine kann dabei ein Schleppmoment minimiert werden.
  • Insbesondere kann das Getriebe zumindest die Starter- und/oder Ladeschaltstellung, die erste hybridische Schaltstellung, die elektromaschinelle Schaltstellung und die zweite hybridische Schaltstellung aufweisen. Beispielsweise kann das Getriebe die Starter- und/oder Ladeschaltstellung, die erste hybridische Schaltstellung, die elektromaschinelle Schaltstellung, die zweite hybridische Schaltstellung und die dritte hybridische Schaltstellung aufweisen.
  • Die Getriebeausgangswelle kann insbesondere zur Anbindung des Getriebes an einen Abtrieb des Transportmittels, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel zur Anbindung des Getriebes an ein Differential, ausgelegt sein.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung weist die erste Gangstufe ein erstes Antriebszahnrad und ein erstes Abtriebszahnrad und die zweite Gangstufe ein zweites Antriebszahnrad und ein zweites Abtriebszahnrad auf. Dabei können das erste Antriebszahnrad und das zweite Antriebszahnrad insbesondere koaxial zur Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle, zur ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und zur zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder zueinander angeordnet sein. So können durch eine axiale Verschiebung des Mehrfachschaltelements und damit des ersten und zweiten Schaltelementes die jeweiligen Wellen miteinander und/oder mit den jeweiligen Antriebszahnrädern koppelbar und insbesondere auch entkoppelbar sein.
  • Das erste Abtriebszahnrad und das zweite Abtriebszahnrad können insbesondere koaxial zur Getriebeausgangswelle und/oder zueinander angeordnet sein bzw. sind insbesondere entsprechend beide auf der Getriebeausgangswelle angeordnet.
  • Das erste Antriebszahnrad steht insbesondere mit dem ersten Abtriebszahnrad in Eingriff und bildet so beispielsweise die erste Gangstufe, wobei das zweite Antriebszahnrad mit dem zweiten Abtriebszahnrad in Eingriff steht und beispielsweise so die zweite Gangstufe bilden kann. In der jeweiligen bevorzugten Ausführungsform entspricht die erste Gangstufe dem ersten Gang und die zweite Gangstufe dem zweiten Gang des Getriebes.
  • Das erste Antriebszahnrad und/oder das zweite Antriebszahnrad können insbesondere drehbar gelagert sein. Das erste Antriebszahnrad und/oder das zweite Antriebszahnrad können beispielsweise drehbar auf der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gelagert sein.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Antriebszahnrad und das zweite Antriebszahnrad als insbesondere schaltbares Losrad ausgeführt.
  • Mindestens eines der Abtriebszahnräder, insbesondere das erste Abtriebszahnrad und/oder das zweite Abtriebszahnrad, kann drehfest auf der Getriebeausgangswelle angeordnet beziehungsweise festgelegt sein.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Abtriebszahnrad und/oder das zweite Abtriebszahnrad als Festrad ausgeführt. Insbesondere können das erste Abtriebszahnrad und das zweite Abtriebszahnrad als Festrad ausgeführt sein.
  • Gegebenenfalls können alle Abtriebszahnräder drehfest auf der Getriebeausgangswelle angeordnet beziehungsweise festgelegt beziehungsweise als Festrad ausgeführt sein.
  • Die erste und zweite Gangstufe können insbesondere als Stirnradgangstufe ausgeführt sein.
  • Das erste Antriebszahnrad und/oder das zweite Antriebszahnrad können jeweils - beispielsweise neben einem Zahnradabschnitt und gegebenenfalls einem Wellenabschnitt - einen Kopplungsabschnitt aufweisen. Die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle können insbesondere ebenfalls jeweils einen Kopplungsabschnitt aufweisen.
  • Die zweite Elektromaschine-Getriebeeingangswelle kann gegebenenfalls drehfest mit dem zweiten Antriebszahnrad verbunden sein. Die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle kann jedoch beispielsweise ebenfalls einen Kopplungsabschnitt aufweisen.
  • Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Antriebszahnrad, das zweite Antriebszahnrad, die Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle sowie gegebenenfalls die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle jeweils einen Kopplungsabschnitt auf. Dabei können der Kopplungsabschnitt des ersten Antriebszahnrades, der Kopplungsabschnitt des zweiten Antriebszahnrades und der Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle beispielsweise axial versetzt zueinander, zum Beispiel in einem, beispielsweise ähnlichen, Radialbereich angeordnet sein. Der Kopplungsabschnitt der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und gegebenenfalls der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle kann dabei beispielsweise radial auswärts oder radial einwärts, insbesondere radial auswärts, dieses Radialbereiches angeordnet sein. Der Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle kann zum Beispiel - insbesondere in axialer Richtung - zwischen dem Kopplungsabschnitt des ersten Antriebszahnrades und dem Kopplungsabschnitt des zweiten Antriebszahnrades angeordnet sein.
  • Das Mehrfachschaltelement, insbesondere das erste und zweite Schaltelement des Mehrfachschaltelementes, kann dabei zwischen dem Kopplungsabschnitt des ersten Antriebszahnrades, dem Kopplungsabschnitt des zweiten Antriebszahnrades und dem Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle einerseits und dem Kopplungsabschnitt der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und gegebenenfalls dem Kopplungsabschnitt der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle andererseits, insbesondere axial verschieblich, angeordnet sein.
  • Das erste Schaltelement kann dabei insbesondere einerseits in den Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und/oder in den Kopplungsabschnitt des ersten Antriebszahnrades und andererseits in den Kopplungsabschnitt der ersten Elektromaschine eingreifbar ausgestaltet sein.
  • Das zweite Schaltelement kann dabei insbesondere einerseits in den Kopplungsabschnitt des zweiten Antriebszahnrades und/oder in den Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle und gegebenenfalls andererseits in den Kopplungsabschnitt der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle eingreifbar ausgestaltet sein.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung sind die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle als Hohlwelle ausgeführt. So kann das Mehrfachschaltelement innerhalb der als Hohlwellen ausgeführten ersten und zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle axial verschieblich sein.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung steht das erste oder das zweite Abtriebszahnrad, insbesondere das zweite Abtriebszahnrad, mit einem Differential-Antriebszahnrad in Eingriff.
  • Die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle kann auch parallel, aber nicht koaxial zu der Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle bzw. dem ersten Antriebsrad angeordnet werden und mit einem dritten Antriebsrad verbunden werden, welches dann als Stirn- und Festrad ausgeführt ist und mit dem zweiten Abtriebsrad oder dem zweiten Antriebsrad kämmt. Das zweite Antriebsrad ist dann nur mit der Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle verbindbar. Die erste Gangstufe der Verbrennungsmaschine ist dann unterschiedlich von der ersten Gangstufe der ersten Elektromaschine, die Funktionalität bzw. Schaltstellungen des Hybridantriebssystems sind aber identisch mit der beschriebenen bzw. gezeichneten Anordnung.
  • Grundsätzlich kann ein „Mehrfachschaltelement“ auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Insbesondere wird mit dem Begriff „Mehrfachschaltelement“ die funktionale Vereinigung und/oder Anordnung von mehreren Schaltelementen zu bzw. in einer Einheit verstanden, die dann durch einen Aktuator betätigbar ist. Anders ausgedrückt, ein „Mehrfachschaltelement“ umfasst daher mehrere Schaltelemente, wobei die Schaltelemente durch einen Aktuator betätigbar, insbesondere axial verschiebbar sind.
  • 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 Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • 1 in einer schematischen Skizze eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer ersten Elektromaschine, mit einer zweiten Elektromaschine und mit einem Getriebe, insbesondere mit einem Zweiganggetriebe, wobei das Getriebe eine erste Gangstufe, eine zweite Gangstufe, eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle, eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle, eine Getriebeausgangswelle sowie ein axial verschiebliches Mehrfachschaltelement aufweist, wobei die erste Gangstufe der zweiten Elektromaschine beziehungsweise der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und die zweite Gangstufe der ersten Elektromaschine beziehungsweise der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zugeordnet ist,
    • 2a-d in schematischen Skizzen eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die erste Gangstufe der ersten Elektromaschine beziehungsweise der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle und die zweite Gangstufe der zweiten Elektromaschine beziehungsweise der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle zugeordnet ist,
    • 3 in einer schematischen Skizze eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich von der in 2a-d gezeigten Ausführungsform insbesondere dadurch unterscheidet, dass die zweite Elektromaschine über eine Anpassungsübersetzung mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle wirksam gekoppelt bzw. verbunden ist,
    • 4 in einer schematischen Skizze eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich insbesondere von der in 3 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die zweite Elektromaschine über eine Anpassungsübersetzung mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle wirksam koppelbar bzw. verbunden ist, insbesondere das zweite Antriebsrad als Losrad ausgeführt ist,
    • 5 in einer schematischen Skizze eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich insbesondere von der in 3 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass zusätzlich auch die erste Elektromaschine über eine weitere Anpassungsübersetzung mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle wirksam gekoppelt bzw. verbunden ist, 6 in einer schematischen Skizze eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich insbesondere von der in 4 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass zusätzlich auch die erste Elektromaschine über eine weitere Anpassungsübersetzung mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle gekoppelt ist,
    • 7a-d in schematischen Querschnitten eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, bei der das Mehrfachschaltelement zwei gegeneinander drehbare und drehbar axial verbundene Schaltelemente aufweist, und
    • 8 in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems, welche sich von der in 7a-d gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass durch das zweite Schaltelement die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle mit der zweiten Gangstufe koppelbar und davon abkoppelbar bzw. entkoppelbar ist.
  • Zunächst darf zu den 1 bis 8 allgemein folgendes ausgeführt werden:
  • Die 1 bis 8 zeigen ein Hybridantriebssystem 1 für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine 2, eine erste Elektromaschine 3, eine zweite Elektromaschine 4 und ein Getriebe, insbesondere ein Zweiganggetriebe, aufweist.
  • Dabei weist das Getriebe eine erste Gangstufe I, eine zweite Gangstufe II, eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine 2, eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 zur Anbindung der ersten Elektromaschine 3, eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 zur Anbindung der zweiten Elektromaschine 4 und eine Getriebeausgangswelle 8 zur Anbindung des Getriebes, insbesondere an ein Differential 14 auf.
  • Die 1 bis 6 zeigt weiterhin, dass das Getriebe dabei ein in den 1 bis 6 nur schematisch dargestelltes axial verschiebliches Mehrfachschaltelement 9 aufweist. In den 1 bis 6 ist das Mehrfachschaltelement 9 zwar nicht explizit dargestellt, jedoch wird dieses insbesondere auch durch die 7a-d und 8 näher veranschaulicht: Das Mehrfachschaltelement 9 weist dabei ein erstes Schaltelement zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 und der einen Gangstufe I,II und ein zweites Schaltelement zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 und der anderen Gangstufe II,I auf. Das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement sind dabei gegeneinander drehbar.
  • Insbesondere sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement dabei gemeinsam axial verschieblich und beispielsweise gegeneinander drehbar axial verbunden. Zum Beispiel können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Schiebemuffen ausgeführt sein.
  • Die 1 bis 8 zeigen weiterhin eine erste Gangstufe I mit einem ersten Antriebszahnrad 10 und einem ersten Abtriebszahnrad 11 und eine zweite Gangstufe II mit einem zweiten Antriebszahnrad 12 und einem zweiten Abtriebszahnrad 13. Dabei sind das erste Antriebszahnrad 10 und das zweite Antriebszahnrad 12 koaxial zur Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5, zur ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 und zur zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 angeordnet, wobei das erste Abtriebszahnrad 11 und das zweite Abtriebszahnrad 13 koaxial zur Getriebeausgangswelle 8 angeordnet sind. Dabei steht das erste Antriebszahnrad 10 mit dem ersten Abtriebszahnrad 11 in Eingriff und bildet die erste Gangstufe I, insbesondere in Form einer Stirnradstufe, wobei das zweite Antriebszahnrad 12 mit dem zweiten Abtriebszahnrad 13 in Eingriff steht und die zweite Gangstufe, insbesondere in Form einer Stirnradstufe, bildet. Eines der Abtriebszahnräder - bei der in 1 gezeigten Ausführungsform das erste Abtriebszahnrad 11 und bei den in 2a bis 6 gezeigten Ausführungsformen das zweite Abtriebszahnrad 13 - steht dabei in Eingriff, insbesondere mit einem Differential-Antriebszahnrad 14a.
  • Zur vereinfachten Veranschaulichung der Grundidee wurde in den 1 bis 6 ein stark vereinfachtes Schema verwendet, bei dem beide Antriebszahnräder 10,12 oder zumindest eines der Antriebszahnräder 11,12 insbesondere in Bezug auf die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 als schaltbares Losrad, sowie eines der Abtriebszahnräder 11 oder 13 als Festrad und das andere Abtriebsrad 13,11 als schaltbares Losrad dargestellt ist.
  • Wie im Rahmen von 7a-d sowie 8 näher veranschaulicht kann durch das Mehrfachschaltelement 9 die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 oder gegebenenfalls mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7, oder die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der einen Gangstufe I bzw. II oder mit der anderen Gangstufe II bzw. I, oder die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 mit der einen Gangstufe I bzw. II sowie die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 mit der anderen Gangstufe II bzw. I koppelbar und davon entkoppelbar sein.
  • So kann vorteilhafterweise die Funktion der in den 1 bis 6 dargestellten weiteren Schaltelemente 15,15' in das Mehrfachschaltelement 9 integriert und insbesondere dann durch das bereits vorhandene erste beziehungsweise zweite Schaltelement realisiert werden. Insbesondere können dann diese Komponenten des Mehrfachschaltelementes 9 mit Hilfe eines Aktuators betätigbar, insbesondere axial verschiebbar sein.
  • Die 2a veranschaulicht, dass das Mehrfachschaltelement 9 eine Starter- und/oder Ladeschaltstellung aufweist, in welcher, beispielsweise durch das erste Schaltelement (hier nicht explizit dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 mit der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 gekoppelt - und insbesondere die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 vom Abtrieb, insbesondere vom Differential 14 entkoppelt - ist. Dabei ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 ständig oder gegebenenfalls durch das zweite Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II, insbesondere mit dem Abtrieb gekoppelt - und insbesondere von der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6, der Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 und der ersten Gangstufe I entkoppelt. In der Starter- und/oder Ladeschaltstellung kann die Verbrennungskraftmaschine 2 durch die erste Elektromaschine 3, insbesondere auch während einer Fortbewegung mittels der zweiten Elektromaschine 4, gestartet und/oder auf Drehzahl gebracht und/oder die durch die Verbrennungskraftmaschine 2 erzeugte kinetische Energie kann durch die erste Elektromaschine 3 in elektrische Energie umgewandelt und beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden.
  • Die 2b veranschaulicht, dass das Mehrfachschaltelement 9 weiterhin eine erste hybridische Schaltstellung aufweist, in welcher, beispielsweise durch das erste Schaltelement (hier nicht explizit dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der ersten Gangstufe I und mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 gekoppelt ist. Auch dabei ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 ständig oder gegebenenfalls durch das zweite Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II gekoppelt. In der ersten hybridischen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine 4 - insbesondere über die zweite Gangstufe II - sowie die Verbrennungskraftmaschine 2 und die erste Elektromaschine 3 - insbesondere über die erste Gangstufe I - insbesondere zur hybridischen Fortbewegung, beispielsweise zum hybridischen Fahren, des Transportmittels, beispielsweise bei höheren Geschwindigkeiten und/oder als Boost-Funktion, dienen.
  • Die 2c veranschaulicht, dass das Mehrfachschaltelement 9 weiterhin eine elektromaschinelle Schaltstellung aufweist, in welcher, beispielsweise durch das erste Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 mit der ersten Gangstufe I gekoppelt - und insbesondere von der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 entkoppelt ist. Auch dabei ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 ständig oder gegebenenfalls durch das zweite Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II gekoppelt - und insbesondere von der Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 entkoppelt. In der elektromaschinellen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine 4 - insbesondere über die zweite Gangstufe II - und die erste Elektromaschine 3 - insbesondere über die erste Gangstufe I - insbesondere zur elektrischen Fortbewegung, beispielsweise zum elektrischen Fahren, des Transportmittels dienen. Dabei kann die elektromaschinelle Schaltstellung insbesondere auch als Übergangsstellung beim Schalten der Verbrennungskraftmaschine 2 von der ersten in die zweite Gangstufe I, II, insbesondere also vom ersten in den zweiten Gang dienen, und dadurch, dass sowohl die erste als auch die zweite Elektromaschine 3, 4 im Kraftschluss verbleibt einen Zugkrafteinbruch beim Schalten der Verbrennungskraftmaschine 2 von der ersten in die zweite Gangstufe I, II, insbesondere also vom ersten in den zweiten Gang kompensieren.
  • Die 2d veranschaulicht, dass das Mehrfachschaltelement 9 weiterhin eine zweite hybridische Schaltstellung aufweist, in welcher, beispielsweise durch das erste Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 mit der ersten Gangstufe I gekoppelt ist und durch das zweite Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 an die zweite Gangstufe II gekoppelt- und insbesondere von der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 entkoppelt - ist. Auch dabei ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 ständig oder gegebenenfalls durch das zweite Schaltelement (nicht dargestellt) des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II gekoppelt. In der zweiten hybridischen Schaltstellung können die zweite Elektromaschine 4 sowie die Verbrennungskraftmaschine 2 - insbesondere über die zweite Gangstufe II - und die erste Elektromaschine 3 - insbesondere über die erste Gangstufe I - insbesondere zur hybridischen Fortbewegung, beispielsweise zum hybridischen Fahren, des Transportmittels, beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten und/oder als Boost-Funktion, dienen.
  • 3 veranschaulicht, dass die zweite Elektromaschine 4 auch über eine Anpassungsübersetzung 4a mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 gekoppelt und/oder wirksam verbunden sein kann.
  • 4 veranschaulicht, dass die zweite Elektromaschine 4 über eine Anpassungsübersetzung 4a mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 koppelbar und/oder wirksam verbunden sein kann bzw. durch ein weiteres Schaltelement 15', insbesondere jedoch durch eine weitere Funktion des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II koppelbar und davon entkoppelbar sein kann.
  • 5 veranschaulicht, dass die zweite Elektromaschine 4 auch über eine Anpassungsübersetzung 4a mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 und die erste Elektromaschine 3 über eine weitere Anpassungsübersetzung 3a mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 gekoppelt und/oder wirksam verbunden sein kann.
  • 6 veranschaulicht, dass die zweite Elektromaschine 4 über eine Anpassungsübersetzung 4a mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 koppelbar und/oder wirksam verbunden sein kann, insbesondere jedoch durch eine weitere Funktion des Mehrfachschaltelementes 9 mit der zweiten Gangstufe II koppelbar und davon entkoppelbar sein kann, wobei die erste Elektromaschine 3 über eine weitere Anpassungsübersetzung 3a mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 gekoppelt und/oder wirksam verbunden ist.
  • 7a bis d und 8 zeigen, dass das erste Antriebszahnrad 10 als Losrad und das erste Abtriebszahnrad 11 und das zweite Abtriebszahnrad 13 als Festrad ausgeführt sind.
  • 7a bis d und 8 zeigen zudem, dass die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 und die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 insbesondere als eine Hohlwelle ausgeführt sind.
  • Im Rahmen der in 7a-d gezeigten Ausführungsform ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 drehfest mit dem zweiten Antriebszahnrad 12 verbunden.
  • Im Rahmen der in 8 gezeigten Ausführungsform ist die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 durch das Mehrfachschaltelement, insbesondere durch das zweite Schaltelement 9b, mit dem zweiten Antriebszahnrad 12 koppelbar und davon entkoppelbar.
  • Die 7a-d und 8 zeigen, dass das erste Antriebszahnrad 10, das zweite Antriebszahnrad 12, die Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 - sowie wie in 8 gezeigt gegebenenfalls die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 - jeweils einen Kopplungsabschnitt 10a,12a,5a,6a,7a aufweisen können. Dabei sind der Kopplungsabschnitt 10a des ersten Antriebszahnrades 10, der Kopplungsabschnitt 12a des zweiten Antriebszahnrades 12 und der Kopplungsabschnitt 5a der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 axial versetzt zueinander in einem, insbesondere ähnlichen, Radialbereich angeordnet. Dabei ist insbesondere der Kopplungsabschnitt 5a der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 zwischen dem Kopplungsabschnitt 10a des ersten Antriebszahnrades 10 und dem Kopplungsabschnitt 12a des zweiten Antriebszahnrades 12 angeordnet ist. Das Mehrfachschaltelement 9, insbesondere das erste Schaltelement 9a und das zweite Schaltelement 9b des Mehrfachschaltelementes 9, sind dabei zwischen dem Kopplungsabschnitt 10a des ersten Antriebszahnrades 10, dem Kopplungsabschnitt 12a des zweiten Antriebszahnrades 12 und dem Kopplungsabschnitt 5a der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 einerseits und dem Kopplungsabschnitt 6a der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 sowie gegebenenfalls dem Kopplungsabschnitt 7a der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 andererseits axial verschieblich angeordnet.
  • Dabei kann sich die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 vorteilhafterweise sowohl der ersten als auch der zweiten Gangstufe I bzw. II bedienen. Bei dem hier dargestellten, insbesondere als Zweiganggetriebe ausgeführten Getriebe entspricht die erste und zweite Gangstufe I und II, dem ersten bzw. zweiten Gang des Getriebes.
  • Bei der in 7a-d gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 bei einer Kopplung mit der ersten Gangstufe I zugleich auch mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 und bei einer Kopplung mit der zweiten Gangsstufe II zugleich auch mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 gekoppelt. Bei der in 8 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 bei einer Kopplung mit der ersten Gangstufe I ebenfalls zugleich auch mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 gekoppelt, bei einer Kopplung mit der zweiten Gangsstufe II kann die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 jedoch mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 gekoppelt als auch insbesondere davon entkoppelt werden.
  • 7a zeigt dabei das Mehrfachschaltelement 9 mit dem ersten Schaltelement 9a und dem zweiten Schaltelement 9b in der bereits im Zusammenhang mit 2a erläuterten Starter- und/oder Ladeschaltstellung.
  • 7b zeigt dabei das Mehrfachschaltelement 9 mit dem ersten Schaltelement 9a und dem zweiten Schaltelement 9b in der bereits im Zusammenhang mit 2b erläuterten ersten hybridischen Schaltstellung.
  • 7c zeigt dabei das Mehrfachschaltelement 9 mit dem ersten Schaltelement 9a und dem zweiten Schaltelement 9b in der bereits im Zusammenhang mit 2c erläuterten elektromaschinellen Schaltstellung.
  • 7d zeigt dabei das Mehrfachschaltelement 9 mit dem ersten Schaltelement 9a und dem zweiten Schaltelement 9b in der bereits im Zusammenhang mit 2d erläuterten zweiten hybridischen Schaltstellung.
  • 8 zeigt dabei das Mehrfachschaltelement 9 mit dem ersten Schaltelement 9a und dem zweiten Schaltelement 9b in einer dritten hybridischen Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement 9a des Mehrfachschaltelementes 9, die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 6 mit der ersten Gangstufe I gekoppelt - und, insbesondere durch das zweite Schaltelement 9b, die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle 5 mit der zweiten Gangstufe II gekoppelt und von der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle 7 entkoppelt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebssystem
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    erste Elektromaschine
    3a
    Anpassungsübersetzung der ersten Elektromaschine
    4
    zweite Elektromaschine
    4a
    Anpassungsübersetzung der zweiten Elektromaschine
    5
    Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle
    5a
    Kopplungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle
    6
    erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle
    6a
    Kopplungsabschnitt der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle
    7
    zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle
    7a
    Kopplungsabschnitt der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle
    8
    Getriebeausgangswelle
    9
    Mehrfachschaltelement
    9a
    erstes Schaltelement des Mehrfachschaltelements
    9b
    zweites Schaltelement des Mehrfachschaltelements
    10
    erstes Antriebszahnrad
    10a
    Kopplungsabschnitt des ersten Antriebszahnrades
    11
    erstes Abtriebzahnrad
    12
    zweites Antriebszahnrad
    12a
    Kopplungsabschnitt des zweiten Antriebszahnrades
    13
    zweites Abtriebzahnrad
    14
    Differential
    14a
    Diffenrential-Zahnrad
    15,15'
    Schaltelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • EP 2289751 A1 [0006]

Claims (11)

  1. Hybridantriebssystem (1) für ein Transportmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mit einer ersten Elektromaschine (3), mit einer zweiten Elektromaschine (4) und mit einem Getriebe, insbesondere mit einem Zweiganggetriebe, wobei das Getriebe eine erste Gangstufe (I), eine zweite Gangstufe (II), eine Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) zur Anbindung der Verbrennungskraftmaschine (2), eine erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) zur Anbindung der ersten Elektromaschine (3), eine zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) zur Anbindung der zweiten Elektromaschine (4), eine Getriebeausgangswelle (8) sowie ein erstes Schaltelement (9a) zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) und ein zweites Schaltelement (9b) zur Kopplung der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (9a) und das zweite Schaltelement (9b) als Bestandteile eines axial verschieblichen Mehrfachschaltelements (9) ausgebildet sind und wobei mit Hilfe des Mehrfachschaltelementes (9) die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) -je nach Schaltstellung - mit der ersten Gangstufe (I) oder mit der zweiten Gangstufe (II) koppelbar ist.
  2. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (9a) und das zweite Schaltelement (9b) gegeneinander drehbar sind.
  3. Hybridantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (9a) und das zweite Schaltelement (9b) gegeneinander drehbar axial verbunden sind.
  4. Hybridantriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (9a) und das zweite Schaltelement (9b) als Schiebemuffen ausgeführt sind.
  5. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrfachschaltelement (9) , insbesondere das erste Schaltelement (9a), zur Kopplung und insbesondere zur Entkopplung der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) mit der einen, insbesondere mit der ersten Gangstufe (I), und/oder dass das Mehrfachschaltelement (9), insbesondere das zweite Schaltelement (9b), zur Kopplung und insbesondere Entkopplung der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) und der anderen, insbesondere zweiten, Gangstufe (II) ausgelegt ist.
  6. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) und die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) als Hohlwelle ausgeführt sind.
  7. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrfachschaltelement (9) - eine Starter- und/oder Ladeschaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement (9a), die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) mit der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) gekoppelt ist, wobei die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) mit der zweiten Gangstufe (II) gekoppelt ist, und/oder - eine erste hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement (9a), die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der ersten Gangstufe (I) und mit der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) gekoppelt ist, und/oder - eine elektromaschinelle Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement (9a), die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) mit der ersten Gangstufe (I) gekoppelt ist, wobei die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) mit der zweiten Gangstufe (II) gekoppelt ist, und/oder - eine zweite hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement (9a), die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) mit der ersten Gangstufe (I) gekoppelt ist und, insbesondere durch das zweite Schaltelement (9b), die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der zweiten Gangstufe (II) gekoppelt ist, wobei die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) mit der zweiten Gangstufe (II) gekoppelt ist, und/oder - eine dritte hybridische Schaltstellung, in welcher, insbesondere durch das erste Schaltelement (9a), die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) mit der ersten Gangstufe (I) gekoppelt ist und, insbesondere durch das zweite Schaltelement (9b), die Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) mit der zweiten Gangstufe (II) gekoppelt und von der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) entkoppelt ist, aufweist.
  8. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gangstufe (I) ein erstes Antriebszahnrad (10) und ein erstes Abtriebszahnrad (11) und die zweite Gangstufe (II) ein zweites Antriebszahnrad (12) und ein zweites Abtriebszahnrad (13) aufweist, wobei das erste Antriebszahnrad (10) und das zweite Antriebszahnrad (12) koaxial zur Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle (5), zur ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) und zur zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) angeordnet sind und wobei das erste Abtriebszahnrad (11) und das zweite Abtriebszahnrad (13) koaxial zur Getriebeausgangswelle (8) angeordnet sind, und insbesondere wobei das erste und/oder zweite Abtriebszahnrad (11, 13) als Festrad ausgeführt ist
  9. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebszahnrad (10) und das zweite Antriebszahnrad (12) als, insbesondere schaltbares Losrad und das erste Abtriebszahnrad (11) und das zweite Abtriebszahnrad (13) als Festrad ausgeführt ist.
  10. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebszahnrad (10), das zweite Antriebszahnrad (12), die Verbrennungsmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) und die erste Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) sowie gegebenenfalls die zweite Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) jeweils einen Kopplungsabschnitt (10a,12a,5a,6a,7a) aufweisen, wobei der Kopplungsabschnitt (10a) des ersten Antriebszahnrades (10), der Kopplungsabschnitt (12a) des zweiten Antriebszahnrades (12) und der Kopplungsabschnitt (5a) der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) axial versetzt zueinander angeordnet sind, wobei das Mehrfachschaltelement (9), insbesondere das erste und zweite Schaltelement (9a,9b) des Mehrfachschaltelementes (9), zwischen dem Kopplungsabschnitt (10a) des ersten Antriebszahnrades (10), dem Kopplungsabschnitt (12a) des zweiten Antriebszahnrades (12) und dem Kopplungsabschnitt (5a) der Verbrennungskraftmaschinen-Getriebeeingangswelle (5) einerseits und dem Kopplungsabschnitt (6a) der ersten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (6) und gegebenenfalls dem Kopplungsabschnitt (7a) der zweiten Elektromaschinen-Getriebeeingangswelle (7) andererseits angeordnet ist.
  11. Hybridantriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abtriebszahnrad (11) mit einem Differential-Antriebszahnrad (14a) in Eingriff steht.
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