DE102017211711A1 - Hybrid powertrain for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang (1, 20) für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2), wenigstens einer elektrischen Maschine (3), einem Getriebe (4) und einer zwischen einer Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2) und einer von der Kurbelwelle (9) angetriebenen Eingangswelle (5) des Getriebes (4) geschalteten, den Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle (9) und der Eingangswelle (5) wahlweise unterbrechenden Kupplung (10), wobei eine Rotorwelle (15) der elektrischen Maschine (3) mit der Eingangswelle (5) oder einer Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar ist, so dass die elektrische Maschine (3) der mit ihr gekoppelten Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) entweder mechanische Leistung entnimmt oder dieser zuführt, und eine Nebenaggregatsantriebswelle (17) wenigstens eines Nebenaggregats (11, 12, 29) mit der Eingangswelle (5) oder der Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar ist, so dass das Nebenaggregat (11, 12, 29) der mit diesem gekoppelten Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) mechanische Leistung entnimmt. Die elektrische Maschine (3) und/oder das wenigstens eine Nebenaggregat (11, 12, 29) ist/sind von einem wenigstens das Getriebe (4) aufnehmenden Getriebegehäuse (18, 26) getragen.The invention relates to a hybrid drive train (1, 20) for a motor vehicle with an internal combustion engine (2), at least one electric machine (3), a transmission (4) and between a crankshaft (9) of the internal combustion engine (2) and one of the Crankshaft (9) driven input shaft (5) of the transmission (4) switched, the power flow between the crankshaft (9) and the input shaft (5) selectively interrupting clutch (10), wherein a rotor shaft (15) of the electric machine (3) the input shaft (5) or an output shaft (6) of the transmission (4) is at least temporarily coupled torque transmitting, so that the electrical machine (3) coupled to the input (5) or output shaft (6) either takes mechanical power or this feeds, and an accessory drive shaft (17) at least one auxiliary unit (11, 12, 29) with the input shaft (5) or the output shaft (6) of the transmission (4) at least temporarily torque transfer End is coupled, so that the auxiliary unit (11, 12, 29) of the coupled with this input (5) or output shaft (6) mechanical power takes. The electric machine (3) and / or the at least one ancillary unit (11, 12, 29) is / are supported by a transmission housing (18, 26) accommodating at least the transmission (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und wenigstens einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a hybrid drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine and at least one electric machine according to the preamble of claim 1.

Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie der Abgasemissionen kommen in Kraftfahrzeugen zunehmend Hybridantriebe zur Anwendung. Ein Hybridantrieb umfasst eine erste Antriebsquelle, die als Brennkraftmaschine bzw. Verbrennungsmotor ausgeführt ist, sowie wenigstens eine zweite Antriebsquelle, die vorzugsweise als elektrische Maschine bzw. Elektromotor ausgeführt ist. Der wenigstens eine Elektromotor kann hierbei den Verbrennungsmotor in seiner Antriebsleistung unterstützend betrieben werden oder in einer reinen Elektrobetriebsart auch als alleinige Antriebsquelle dienen.In order to reduce fuel consumption and exhaust emissions, hybrid vehicles are increasingly being used in motor vehicles. A hybrid drive comprises a first drive source, which is designed as an internal combustion engine or internal combustion engine, and at least one second drive source, which is preferably designed as an electric machine or electric motor. The at least one electric motor can in this case be used to support the internal combustion engine in its drive power or, in a pure electric operating mode, also serve as the sole drive source.

Die Hauptkomponenten eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind die zuvor genannten wenigstens zwei Antriebsquellen und ein Getriebe, das Drehmomente und Drehzahlen der Antriebsquellen wandelt.The main components of a hybrid powertrain of a motor vehicle are the aforementioned at least two drive sources and a transmission that converts torques and speeds of the drive sources.

Neben der/den Antriebsquelle/n und dem Getriebe umfasst ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs typischerweise auch mehrere Nebenaggregate, wie zum Beispiel eine Motorölpumpe und/oder eine Getriebeölpumpe und/oder eine Wasserpumpe und/oder eine Vakuum- bzw. Bremspumpe und/oder eine Lenkhilfepumpe und/oder einen Klimakompressor und dergleichen, die von der/den Antriebsquelle/n angetrieben werden.In addition to the / the drive source / s and the transmission, a drive train of a motor vehicle typically also includes a plurality of ancillaries, such as an engine oil pump and / or a transmission oil pump and / or a water pump and / or a vacuum or brake pump and / or a power steering pump and or an air conditioning compressor and the like driven by the drive source (s).

Einen derartigen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug offenbart beispielsweise die EP 0 492 152 A1 . Der Hybridantriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor, der über eine Kupplung mit einer Eingangs- bzw. Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist. Außerdem ist mit der Eingangswelle des Getriebes ebenfalls eine Elektromaschine unter Zwischenschaltung einer zweiten Kupplung verbunden. Auf diese Weise ist das Kraftfahrzeug in einer ersten Betriebsart rein verbrennungsmotorisch, in einer zweiten Betriebsart rein elektromotorisch und in einer dritten Betriebsart sowohl verbrennungsmotorisch als auch elektromotorisch betreibbar. Mit der Eingangswelle des Getriebes ist darüber hinaus ein außerhalb des Getriebes angeordneter Triebstrang verbunden, mit dem wenigstens ein Teil von Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs, wie Lüfter, Kompressoren, Hydraulikpumpen und dergleichen, antreibbar ist, so dass diese je nach Betriebsart des Kraftfahrzeugs entsprechend von dem Verbrennungsmotor und/oder der Elektromaschine angetrieben werden.Such a hybrid powertrain for a motor vehicle disclosed, for example, the EP 0 492 152 A1 , The hybrid powertrain includes an internal combustion engine connected via a clutch to an input or drive shaft of a transmission. In addition, an electric machine with the interposition of a second clutch is also connected to the input shaft of the transmission. In this way, the motor vehicle is in a first operating mode pure combustion engine, in a second mode purely electric motor and in a third mode both internal combustion engine and electric motor operable. With the input shaft of the transmission beyond a arranged outside the transmission driveline is connected, with which at least a part of ancillaries of the motor vehicle, such as fans, compressors, hydraulic pumps and the like, is driven, so that these depending on the operating mode of the motor vehicle according to the internal combustion engine and / or the electric machine are driven.

Des Weiteren offenbart die DE 198 59 458 B4 einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine umfasst, wobei der Verbrennungsmotor über eine Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist und die Elektromaschine, die als Starter des Verbrennungsmotors und/oder als Generator zur Erzeugung elektrischer Energie aus kinetischer Energie dient, über ein Gangrad des Getriebes antreibbar ist oder dieses antreibt.Furthermore, the DE 198 59 458 B4 a powertrain comprising an internal combustion engine and an electric machine, wherein the internal combustion engine is connected via a clutch to the transmission and the electric machine, which serves as a starter of the internal combustion engine and / or as a generator for generating electrical energy from kinetic energy, via a gear wheel of the transmission is drivable or this drives.

Aus der DE 1 530 624 ist außerdem ein Triebwerk für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die zum Triebwerk gehörenden Nebenaggregate, wie Lichtmaschine, Anlasser, Kraftstoffpumpe, Ölpumpe und dergleichen, zu einer baulichen Einheit an einem Geräteträger zusammengefasst sind, wobei der Geräteträger an einem Getriebegehäuse befestigt sein kann.From the DE 1 530 624 In addition, an engine for motor vehicles is known in which the ancillary components belonging to the engine, such as alternator, starter, fuel pump, oil pump and the like, are combined to form a structural unit on a device carrier, wherein the equipment carrier can be attached to a transmission housing.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Hybridantriebsstrang für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, der besonders kompakt baut und darüber hinaus kostengünstig herzustellen ist.Against this background, the present invention has the object to provide an improved hybrid powertrain for motor vehicles, which is particularly compact and also inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch einen Hybridantriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by a hybrid drive train with the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the dependent claims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Erfindungsgemäß umfasst ein Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor, wenigstens eine elektrische Maschine, ein Getriebe und eine zwischen den Verbrennungsmotor und das Getriebe geschaltete Kupplung. Insbesondere ist die Kupplung zwischen einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und einer von der Kurbelwelle angetriebenen Eingangswelle des Getriebes geschaltet und dient dazu, den Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle und der Eingangswelle wahlweise zu unterbrechen. Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass eine Rotorwelle der elektrischen Maschine mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des Getriebes wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar ist, so dass die elektrische Maschine der mit ihr gekoppelten Eingangs- oder Ausgangswelle entweder mechanische Leistung entnimmt, zum Beispiel wenn die elektrische Maschine als Generator betrieben wird (Generatorbetriebsart), oder dieser zuführt, zum Beispiel wenn die elektrische Maschine als Motor betrieben wird (Motorbetriebsart). Die wenigstens zeitweise drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Rotorwelle der elektrischen Maschine und der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes umfasst im Sinne der Erfindung auch eine dauerhafte, drehmomentübertragende, mechanische Kopplung der betreffenden Wellen.According to the invention, a hybrid powertrain for a motor vehicle comprises an internal combustion engine, at least one electric machine, a transmission and a clutch connected between the internal combustion engine and the transmission. In particular, the clutch is connected between a crankshaft of the internal combustion engine and an input shaft of the transmission driven by the crankshaft and serves to selectively interrupt the flow of power between the crankshaft and the input shaft. Furthermore, it is provided according to the invention that a rotor shaft of the electric machine with the input shaft or the output shaft of the transmission at least temporarily torque transmitting coupled, so that the electric machine coupled to the input or output shaft either mechanical power takes, for example, if the electric Machine is operated as a generator (generator mode), or this feeds, for example, when the electric machine is operated as a motor (engine mode). The at least temporarily Torque-transmitting coupling between the rotor shaft of the electric machine and the input or output shaft of the transmission in accordance with the invention also includes a permanent, torque-transmitting, mechanical coupling of the respective waves.

Außerdem weist der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang wenigstens ein Nebenaggregat auf, wie zum Beispiel Lüfter, Ölpumpe (Motorölpumpe, Getriebeölpumpe), Wasserpumpe, Klimakompressor, Vakuumpumpe bzw. Bremspumpe, Lenkhilfepumpe und dergleichen. Eine Nebenaggregatsantriebswelle dieses wenigstens einen Nebenaggregats ist erfindungsgemäß mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des Getriebes wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar. Auch hier umfasst die wenigstens zeitweise drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats und der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes im Sinne der Erfindung auch eine dauerhafte, drehmomentübertragende, mechanische Kopplung der betreffenden Wellen. Während der drehmomentübertragenden Kopplung der Nebenaggregatsantriebswelle mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes entnimmt das Nebenaggregat der mit seiner Nebenaggregatsantriebswelle gekoppelten Getriebewelle (Eingangs- bzw. Ausgangswelle) mechanische Leistung.In addition, the hybrid powertrain according to the invention has at least one auxiliary unit, such as fan, oil pump (engine oil pump, transmission oil pump), water pump, air conditioning compressor, vacuum pump or brake pump, power steering pump and the like. An auxiliary drive shaft of this at least one auxiliary unit according to the invention with the input shaft or the output shaft of the transmission at least temporarily torque transmitting coupled. Again, the at least temporarily torque-transmitting coupling between the accessory drive shaft of the at least one accessory and the input or output shaft of the transmission in the context of the invention also includes a permanent, torque-transmitting, mechanical coupling of the respective waves. During the torque transmitting coupling of the accessory drive shaft to the input or output shaft of the transmission, the accessory removes mechanical power from the transmission shaft coupled to its accessory drive shaft (input and output shafts).

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine und die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats nicht zwingend mit derselben Getriebewelle (Eingangs- oder Ausgangswelle) gekoppelt sein müssen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Rotorwelle der elektrischen Maschine wenigstens zeitweise mit der Ausgangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelt ist, während die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats zumindest zweitweise mit der Eingangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelt ist. Auch eine umgekehrte Anordnung der drehmomentübertragenden Kopplungen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, das heißt die Rotorwelle der elektrischen Maschine kann mit der Eingangswelle des Getriebes wenigstens zweitweise drehmomentübertragend gekoppelt sein, während die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats zumindest zeitweise mit der Ausgangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelt sein kann. Die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine und die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats können aber auch mit derselben Getriebewelle (Eingangs- oder Ausgangswelle) jeweils wenigstens zeitweise drehmomentübertragend gekoppelt sein.For the purposes of the present invention, it is to be understood that the rotor shaft of the at least one electric machine and the auxiliary drive shaft of the at least one auxiliary unit need not necessarily be coupled to the same transmission shaft (input or output shaft). Thus, it is conceivable, for example, that the rotor shaft of the electric machine is at least temporarily coupled to transmit torque to the output shaft of the transmission, while the accessory drive shaft of the at least one accessory is at least partially coupled to transmit torque to the input shaft of the transmission. A reverse arrangement of the torque-transmitting couplings is possible in the context of the present invention, that is, the rotor shaft of the electric machine may be at least partially torque-coupled coupled to the input shaft of the transmission, while the accessory drive shaft of the at least one accessory coupled at least temporarily with the output shaft of the transmission to transmit torque can be. However, the rotor shaft of the at least one electric machine and the auxiliary drive shaft of the at least one auxiliary unit can also be coupled with the same transmission shaft (input or output shaft) at least temporarily so as to transmit torque.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein spezielles Getriebe beschränkt. So kann das Getriebe beispielsweise ein manuelles Schaltgetriebe sein oder auch ein Automatikgetriebe, wie zum Beispiel ein Doppelkupplungsgetriebe, CVT-Getriebe (stufenlos variables Getriebe) oder ein Wandlergetriebe.The present invention is not limited to a specific transmission. For example, the transmission can be a manual transmission or even an automatic transmission, such as a dual-clutch transmission, CVT transmission (continuously variable transmission) or a converter transmission.

Eine besonders kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs wird dadurch erreicht, dass die elektrische Maschine und/oder das wenigstens eine Nebenaggregat von einem wenigstens das Getriebe aufnehmenden Getriebegehäuse getragen ist/sind. In einem Fall, in dem beispielsweise die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung unmittelbar am Getriebe angeordnet und beispielsweise von einer sich von dem Getriebegehäuse aus zum Beispiel einstückig erstreckenden Kupplungsglocke oder Getriebeglocke aufgenommen ist, ist unter dem Getriebegehäuse im Sinne der Erfindung auch eine solche Kupplungs- oder Getriebeglocke zu verstehen.A particularly compact design of the hybrid powertrain according to the invention is achieved in that the electric machine and / or the at least one auxiliary unit is / is carried by a transmission housing accommodating at least the transmission. In a case in which, for example, the clutch arranged between the internal combustion engine and the transmission is arranged directly on the transmission and is received, for example, by a clutch bell or transmission bell which extends, for example, in one piece from the transmission housing, such is also the case under the transmission housing in the sense of the invention To understand clutch or bell housing.

Die Anordnung der wenigstens einen elektrischen Maschine und/oder des wenigstens einen Nebenaggregats kann somit vollständig am Getriebegehäuse erfolgen und damit bereits bei der Getriebeentwicklung berücksichtigt werden. Das Getriebe, die elektrische Maschine und/oder die Nebenaggregate können somit als eine kompakt bauende Einheit ausgeführt werden. Eine an unterschiedlichen Stellen, zum Beispiel in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs, vorzunehmende Anordnung der elektrischen Maschine und/oder des bzw. der Nebenaggregate des Hybridantriebsstrangs, zum Beispiel in der Nähe des Verbrennungsmotors, kann somit entfallen. Die zentralisierte Anordnung der elektrischen Maschine und/oder des bzw. der Nebenaggregate am Getriebegehäuse verringert außerdem den Montageaufwand für den erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrang am Kraftfahrzeug und führt somit auch zu einer Reduktion der Kraftfahrzeugherstellungskosten.The arrangement of the at least one electric machine and / or the at least one auxiliary unit can thus be carried out completely on the gearbox housing and thus already taken into account in the development of the gearbox. The transmission, the electric machine and / or the ancillaries can thus be designed as a compact unit. An arrangement of the electric machine and / or of the ancillary components of the hybrid drive train, for example in the vicinity of the internal combustion engine, to be carried out at different locations, for example in an engine compartment of the motor vehicle, can thus be dispensed with. The centralized arrangement of the electric machine and / or of the ancillaries or on the gear housing also reduces the assembly costs for the hybrid powertrain according to the invention on the motor vehicle and thus also leads to a reduction of the motor vehicle manufacturing costs.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einer Kombination eines ersten Merkmals mit einem zweiten Merkmal mit Hilfe der Konjunktion „und/oder“ sowohl eine erste, lediglich das erste Merkmal aufweisende Ausführungsform, eine zweite, lediglich das zweite Merkmal aufweisende Ausführungsform sowie auch eine dritte, das erste und das zweite Merkmal aufweisende Ausführungsform zu verstehen.For the purposes of the present invention, a combination of a first feature with a second feature using the conjunction "and / or" means both a first embodiment having only the first feature, a second embodiment having only the second feature, and a third, to understand the first and the second feature having embodiment.

Besonders bevorzugt sind sowohl die wenigstens eine elektrische Maschine als auch das wenigstens eine Nebenaggregat des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs am Getriebegehäuse tragend angebracht. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, wie bereits vorstehend erläutert wurde.Particularly preferably, both the at least one electric machine and the at least one auxiliary unit of the hybrid drive train according to the invention are attached to the transmission housing in a supporting manner. However, the invention is not limited thereto, as already explained above.

Der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang kann zum rein verbrennungsmotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs, zum rein elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder zum hybridischen Antrieb des Kraftfahrzeugs, das heißt einem gleichzeitigen verbrennungsmotorischen wie auch elektromotorischen Antrieb, genutzt werden. The hybrid powertrain according to the invention can be used for the purely internal combustion engine drive of the motor vehicle, for the purely electromotive drive of the motor vehicle or for the hybrid drive of the motor vehicle, that is, a simultaneous internal combustion engine as well as electric motor drive.

Beim rein verbrennungsmotorischen Antrieb stellt alleine der Verbrennungsmotor die gesamte Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug zur Verfügung. In dieser Antriebsart ist die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe geschaltete Kupplung bis auf bestimmte Ausnahmezustände, zum Beispiel unmittelbar vor dem Anfahren des Kraftfahrzeugs oder bei einem Gangwechsel eines Handschaltgetriebes, geschlossen, so dass der Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Getriebes geschlossen ist und die Kurbelwelle die Eingangswelle des Getriebes drehmomentübertragend antreibt. Das Getriebe übersetzt die Drehzahl der Eingangswelle und das an dieser anliegende Drehmoment in an sich bekannter Weise entsprechend der augenblicklich am Getriebe gewählten Übersetzung auf die Ausgangswelle des Getriebes, die wiederum in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Antriebswellen und/oder Längswellen antreibt, die der Kraftübertragung von dem Getriebe zu den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs dienen, wie ebenfalls wohl bekannt ist.In purely internal combustion engine drive, the internal combustion engine alone provides the entire drive power for the motor vehicle. In this type of drive, the clutch connected between the internal combustion engine and the transmission is closed except for certain emergency conditions, for example immediately before starting the motor vehicle or during a gearshift of a manual transmission, so that the power flow between the crankshaft of the internal combustion engine and the input shaft of the transmission is closed is and the crankshaft drives the input shaft of the transmission torque transmitting. The transmission translates the speed of the input shaft and the torque applied to this in a conventional manner according to the currently selected on the gear ratio to the output shaft of the transmission, which in turn drives in a conventional manner one or more drive shafts and / or longitudinal shafts, the Power transmission from the transmission to the driven wheels of the motor vehicle serve, as is also well known.

Ist während des rein verbrennungsmotorischen Antriebs die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine drehmomentübertragend mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des Getriebes gekoppelt, kann die elektrische Maschine in einer Generatorbetriebsart betrieben werden, in welcher sie der mit der Rotorwelle gekoppelten Getriebewelle mechanische Leistung entnimmt und diese in elektrische Leistung umwandelt, die anschließend unterschiedlichen elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs, einschließlich beispielsweise einer Batterie, zur Verfügung gestellt werden kann.If, during the purely internal combustion engine drive, the rotor shaft of the at least one electric machine is torque-coupled to the input shaft or the output shaft of the transmission, the electric machine can be operated in a generator mode in which it takes mechanical power from the gear shaft coupled to the rotor shaft and converts it into electrical power Power converts, which can then be provided to different electrical consumers of the motor vehicle, including, for example, a battery available.

Des Weiteren wird die wenigstens eine, drehmomentübertragend mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des Getriebes gekoppelte Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats ebenfalls von dem Verbrennungsmotor angetrieben, indem das Nebenaggregat der mit seiner Nebenaggregatsantriebswelle gekoppelten Getriebewelle (Eingangs- oder Ausgangswelle) mechanische Leistung entnimmt und zum Beispiel in hydraulische und/oder pneumatische und/oder thermische Leistung umwandelt. Der über den Verbrennungsmotor bewirkte Antrieb des wenigstens einen mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelten Nebenaggregats ist zur Erzielung eines optimaleren Gesamtwirkungsgrads des Kraftfahrzeugs einem rein elektrisch bewirkten Nebenaggregatantrieb, der sich aus einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs speist, dessen elektrische Energie zuvor wiederum aus der mechanischen Antriebsenergie des Verbrennungsmotors durch Umwandlung mit Hilfe der elektrischen Maschine gewonnen wird, vorzuziehen und somit besonders vorteilhaft.Furthermore, the at least one, coupled to the input shaft or the output shaft of the gearbox accessory drive shaft of the at least one accessory is also driven by the internal combustion engine by the accessory from the coupled with its accessory drive shaft gear shaft (input or output shaft) takes mechanical power and, for example in hydraulic and / or pneumatic and / or thermal power converts. The over the internal combustion engine caused drive of at least one torque-transmitting coupled to the input or output shaft of the transmission accessory is to achieve a more optimal overall efficiency of the motor vehicle a purely electrically driven auxiliary drive, which feeds from an electrical system of the motor vehicle, the electrical energy previously turn off the mechanical drive energy of the internal combustion engine is obtained by conversion by means of the electric machine, preferable and thus particularly advantageous.

Beim rein elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs stellt alleine die wenigstens eine elektrische Maschine die gesamte Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug zur Verfügung. In diesem Fall ist die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe geschaltete Kupplung geöffnet, so dass der Kraftfluss von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zur Eingangswelle des Getriebes unterbrochen ist. Der Verbrennungsmotor kann abgeschaltet sein. Die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine ist während der rein elektromotorischen Antriebsart drehmomentübertragend mit der Eingangs- oder der Ausgangswelle des Getriebes gekoppelt, so dass die elektrische Maschine der mit ihrer Rotorwelle gekoppelten Getriebewelle mechanische Leistung zum Antrieb des Kraftfahrzeugs zuführen kann (Motorbetriebsart der elektrischen Maschine).In the case of purely electromotive drive of the motor vehicle alone, the at least one electric machine provides the entire drive power for the motor vehicle. In this case, the clutch connected between the engine and the transmission is opened so that the power flow from the crankshaft of the engine to the input shaft of the transmission is interrupted. The internal combustion engine can be switched off. The rotor shaft of the at least one electric machine is torque-coupled to the input or output shaft of the transmission during the purely electromotive type of drive, so that the electric machine can supply the mechanical shaft coupled to its rotor shaft with mechanical power for driving the motor vehicle (engine operating mode of the electric machine). ,

Ist während des rein elektromotorischen Antriebs des Kraftfahrzeugs eine Nebenaggregatsantriebswelle wenigstens eines Nebenaggregats drehmomentübertragend mit der Eingangs- oder der Ausgangswelle des Getriebes gekoppelt, wird dieses Nebenaggregat ebenfalls über die elektrische Maschine angetrieben. Trotz abgeschaltetem Verbrennungsmotor ist somit weiterhin der Betrieb des wenigstens einen mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelten Nebenaggregats, zum Beispiel Lüfter, Getriebeölpumpe, Wasserpumpe für einen u. a. auch die elektrische Maschine kühlenden Kühlkreislauf, Klimakompressor, Vakuumpumpe bzw. Bremspumpe, Lenkhilfepumpe, und dergleichen, möglich.If, during the purely electromotive drive of the motor vehicle, an accessory drive shaft of at least one auxiliary unit is coupled torque-transmitting to the input or output shaft of the transmission, this auxiliary unit is likewise driven by the electric machine. Despite switched off combustion engine is thus still the operation of at least one torque-transmitting coupled to the input or output shaft of the transmission accessory, for example, fan, gearbox oil pump, water pump for u. a. also the electric machine cooling cooling circuit, air conditioning compressor, vacuum pump or brake pump, power steering pump, and the like, possible.

Der vorstehend beschriebene rein elektromotorische Antrieb des wenigstens einen Nebenaggregats kann in vorteilhafter Weise auch in solchen Situationen verwendet werden, in denen das Kraftfahrzeug eigentlich rein verbrennungsmotorisch angetrieben wird, der Verbrennungsmotor aber zum Beispiel durch eine automatische Start-Stopp-Funktion des Kraftfahrzeugs, beispielsweise beim Warten an einer Ampel, temporär abgeschaltet ist. In diesem Fall kann die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe geschaltete Kupplung (bevorzugt automatisch) geöffnet werden und anschließend die wenigstens eine elektrische Maschine in ihrer Motorbetriebsart betrieben werden, wobei ihre Rotorwelle drehmomentübertragend zum Beispiel mit der Eingangswelle des Getriebes gekoppelt wird und die ebenfalls zum Beispiel mit der Eingangswelle drehmomentübertragend gekoppelte Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats antreibt. Damit in diesem Fall während des Stillstands des Kraftfahrzeugs keine Antriebsleistung von der durch die elektrische Maschine angetriebene Eingangswelle des Getriebes auf die Ausgangswelle übertragen wird, kann das Getriebe in einer besonders einfachen Weise zu diesem Zweck (bevorzugt automatisch) in den Leerlauf geschaltet werden.The above-described purely electromotive drive of the at least one accessory can be used in an advantageous manner in those situations in which the motor vehicle is actually driven purely internal combustion engine, the engine but for example by an automatic start-stop function of the motor vehicle, for example when waiting at a traffic light, is temporarily switched off. In this case, the clutch connected between the internal combustion engine and the transmission can be opened (preferably automatically) and then the at least one electric machine can be operated in its engine mode, with its rotor shaft being torque-transmitting coupled, for example, to the input shaft of the transmission and also, for example with the input shaft torque transmitting coupled auxiliary drive shaft of at least one auxiliary unit drives. Thus, in this case, during the stoppage of the motor vehicle no drive power is transmitted from the driven by the electric machine input shaft of the transmission to the output shaft, the transmission can be switched in a particularly simple manner for this purpose (preferably automatically) in the idle.

Der elektromotorische Antrieb mehrerer mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes drehmomentübertragend gekoppelter Nebenaggregate durch eine einzige elektrische Maschine bietet außerdem den Vorteil, dass nicht jedes Nebenaggregat für seinen Antrieb jeweils eigens elektrifiziert, das heißt mit einem eigenen Elektromotor ausgestattet, werden muss. Es können dementsprechend zum Beispiel mehrere Nebenaggregate mittels lediglich einer elektrischen Maschine angetrieben werden, was u. a. das Gewicht und die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs senkt.The electromotive drive of several torque-transmitting coupled to the input or output shaft of the transmission accessories by a single electric machine also offers the advantage that not every accessory for its drive each electrified separately, that is equipped with its own electric motor must be. Accordingly, for example, several auxiliary units can be driven by means of only one electric machine, which u. a. reduces the weight and the manufacturing cost of the hybrid powertrain according to the invention.

Beim hybridischen Antrieb des Kraftfahrzeugs stellen sowohl der Verbrennungsmotor als auch die wenigstens eine in der Motorbetriebsart betriebene elektrische Maschine die Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug gemeinsam zur Verfügung. Hierzu ist die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe geschaltete Kupplung geschlossen und die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine ist drehmomentübertragend mit der Eingangs- oder der Ausgangswelle des Getriebes gekoppelt, so dass diese der entsprechend mit ihrer Rotorwelle gekoppelten Getriebewelle mechanische Leistung zusätzlich zur von dem Verbrennungsmotor bereitgestellten mechanischen Leistung zur Verfügung stellen kann und diesen somit unterstützt. Eine mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes ebenfalls drehmomentübertragend gekoppelte Nebenaggregatsantriebswelle wenigstens eines Nebenaggregats bezieht auf diese Weise ihre Antriebsenergie ebenfalls sowohl von dem Verbrennungsmotor als auch von der elektrischen Maschine. Die durch die elektrische Maschine bereitgestellte Unterstützungsleistung kann zum Beispiel durch eine elektronische Steuerung ihrer Motorbetriebsart entsprechend den Erfordernissen angepasst werden, beispielsweise durch eine dementsprechend ausgebildete, elektronische Motorsteuereinrichtung.In the hybrid drive of the motor vehicle, both the internal combustion engine and the at least one electric machine operated in the engine operating mode jointly provide the drive power for the motor vehicle. For this purpose, the switched between the engine and the transmission clutch is closed and the rotor shaft of the at least one electric machine is torque transmitting coupled to the input or the output shaft of the transmission, so that these coupled with their rotor shaft corresponding gear shaft mechanical power in addition to the engine provided mechanical power can provide and thus supports this. A likewise coupled with the input or output shaft of the transmission torque-transmitting accessory drive shaft of at least one auxiliary unit draws in this way their drive energy also from both the engine and the electric machine. The assist power provided by the electric machine can be adjusted, for example, by an electronic control of its engine operating mode according to requirements, for example, by a correspondingly designed electronic engine control device.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Nebenaggregat und/oder die wenigstens eine elektrische Maschine an einer Außenseite des Getriebegehäuses angebracht ist/sind und sich die Nebenaggregatsantriebswelle des Nebenaggregats und/oder die Rotorwelle der elektrischen Maschine wenigstens teilweise in den von dem Getriebegehäuse umgebenen Innenraum erstreckt/erstrecken. Auf diese Weise ist trotz einer kompakten Bauweise des Hybridantriebsstrangs dennoch ein ungehinderter Zugang zum wenigstens einen Nebenaggregat und/oder zur wenigstens einen elektrischen Maschine gegeben, zum Beispiel zu Wartungszwecken.An advantageous embodiment of the invention provides that the at least one auxiliary unit and / or the at least one electric machine is mounted on an outer side of the transmission housing / and the auxiliary drive shaft of the auxiliary unit and / or the rotor shaft of the electric machine at least partially in the of the Gear housing surrounded interior extending / extending. In this way, despite a compact design of the hybrid powertrain still unhindered access to at least one accessory and / or given at least one electric machine, for example, for maintenance purposes.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist/sind das wenigstens eine Nebenaggregat und/oder die wenigstens eine elektrische Maschine in dem von dem Getriebegehäuse umgebenen Innenraum aufgenommen. Hierdurch lässt sich eine noch kompaktere Ausgestaltung des Hybridantriebsstrangs erreichen. Zudem ist/sind das wenigstens eine Nebenaggregat und/oder die wenigstens eine elektrische Maschine besonders gut vor von außen auf das Getriebegehäuse einwirkende Einflüsse geschützt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one auxiliary unit and / or the at least one electric machine are / are received in the interior surrounded by the transmission housing. This makes it possible to achieve an even more compact design of the hybrid powertrain. In addition, at least one auxiliary unit and / or the at least one electric machine are / are particularly well protected from influences acting on the transmission housing from the outside.

Eine Kombination der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist selbstverständlich ebenfalls möglich, so dass zum Beispiel die wenigstens eine elektrische Maschine an der Außenseite des Getriebegehäuses angebracht sein kann und wenigstens ein Nebenaggregat im Getriebegehäuse aufgenommen sein kann oder auch umgekehrt. Weist der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang mehrere Nebenaggregate auf, so kann selbstverständlich auch wenigstens ein Nebenaggregat im Getriebegehäuse aufgenommen sein und wenigstens ein anderes Nebenaggregat an der Außenseite des Getriebegehäuses angebracht sein.A combination of the two embodiments described above is of course also possible, so that for example the at least one electric machine can be mounted on the outside of the transmission housing and at least one accessory can be accommodated in the transmission housing or vice versa. If the hybrid drive train according to the invention has a plurality of auxiliary units, it is of course also possible for at least one auxiliary unit to be accommodated in the gearbox housing and at least one other auxiliary unit to be mounted on the outside of the gearbox housing.

Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine den Kraftfluss zwischen der Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes wahlweise unterbrechende Nebenaggregatskupplung vorgesehen ist. Auf diese Weise lässt sich das wenigstens eine Nebenaggregat abschalten, wenn dessen Betrieb nicht erforderlich ist. So kann zum Beispiel ein als Motorölpumpe ausgebildetes Nebenaggregat abgeschaltet werden, wenn der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist. Ebenso kann ein als Klimakompressor ausgebildetes Nebenaggregat abgeschaltet werden, wenn eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs nicht in Betrieb ist. Durch das bedarfsweise Abschalten des oder mehrerer Nebenaggregate kann der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs verringert werden. Als Nebenaggregatskupplung kann beispielsweise eine an sich bekannte, elektrisch schaltbare Magnetkupplung verwendet werden.A still further advantageous embodiment of the invention provides that at least one of the power flow between the accessory drive shaft of the at least one auxiliary unit and with this torque transmitting coupled input or output shaft of the transmission selectively interrupting accessory clutch is provided. In this way, the at least one accessory can be turned off when its operation is not required. For example, an accessory designed as an engine oil pump can be switched off when the engine is not in operation. Likewise, an auxiliary unit designed as an air-conditioning compressor can be switched off if an air conditioning system of the motor vehicle is not in operation. By turning off the one or more accessories as needed, the energy consumption of the motor vehicle can be reduced. As an accessory clutch, for example, a known, electrically switchable magnetic coupling can be used.

Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Hybridantriebsstrang wenigstens zwei Nebenaggregate auf, wobei jedem Nebenaggregat eine wie vorstehend beschriebene Nebenaggregatskupplung zugeordnet ist, die die jeweilige Nebenaggregatsantriebswelle des entsprechenden Nebenaggregats mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppeln kann. So lässt sich jedes Nebenaggregat unabhängig von anderen vorhandenen Nebenaggregaten zu- oder abschalten.According to yet another advantageous embodiment of the invention, the hybrid powertrain on at least two ancillaries, wherein each accessory is associated with an auxiliary unit clutch as described above, the respective auxiliary drive shaft of the corresponding ancillary unit with the input or output shaft of the transmission can at least temporarily couple torque transmitting. This allows each auxiliary unit to be switched on or off independently of other auxiliary units.

Selbstverständlich kann eine Nebenaggregatskupplung auch einer Gruppe bestehend aus wenigstens zwei Nebenaggregaten zugeordnet sein, wobei die Nebenaggregatskupplung eine drehmomentübertragende Kopplung der gesamten Gruppe von Nebenaggregaten mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes herstellen bzw. unterbrechen kann.Of course, an accessory clutch may also be assigned to a group consisting of at least two ancillary units, wherein the accessory clutch can establish or interrupt a torque-transmitting coupling of the entire group of ancillaries with the input or output shaft of the transmission.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine den Kraftfluss zwischen der Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes wahlweise unterbrechende Elektromaschinenkupplung vorgesehen ist. So kann die elektrische Maschine beispielsweise bei einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb des Hybridantriebsstrangs bedarfsweise von der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes abgekoppelt werden, wenn zum Beispiel keine zusätzliche, von der elektrischen Maschine in der Generatorbetriebsart erzeugbare elektrische Energie benötigt wird. So lässt sich auch hierdurch der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors reduzieren.A further advantageous embodiment of the invention provides that a power flow between the rotor shaft of the at least one electric machine and the input or output shaft of the transmission which can be coupled with this torque transmission is optionally provided for interrupting the electric machine clutch. For example, in the case of a purely internal combustion engine drive of the hybrid drive train, the electric machine can be decoupled from the input or output shaft of the transmission if, for example, no additional electrical energy that can be generated by the electric machine in the generator mode is required. This also reduces the fuel consumption of the internal combustion engine.

Weist der Hybridantriebsstrang mehrere elektrische Maschinen auf, so können in ähnlicher Weise, wie bereits oben im Zusammenhang mit den Nebenaggregatskupplungen beschrieben, auch mehrere Elektromaschinenkupplungen vorgesehen sein, wobei dann jede Elektromaschinenkupplung jeweils einer elektrischen Maschine zugeordnet sein kann, mit deren Hilfe die jeweilige Rotorwelle der entsprechenden elektrischen Maschine unabhängig von weiteren vorhandenen elektrischen Maschinen mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes wenigstens zeitweise drehmomentübertragend gekoppelt werden kann.If the hybrid drive train has a plurality of electrical machines, a plurality of electric machine clutches may be provided in a similar manner as described above in connection with the accessory clutches, in which case each electric machine clutch may be associated with an electrical machine, with the aid of which the respective rotor shaft of the corresponding rotor shaft electric machine can be coupled independently of other existing electrical machines with the input or output shaft of the transmission at least temporarily torque transmitting.

Ebenso kann eine Elektromaschinenkupplung auch einer Gruppe bestehend aus wenigstens zwei elektrischen Maschinen zugeordnet sein, die in diesem Fall eine drehmomentübertragende Kopplung der gesamten Gruppe von elektrischen Maschinen mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes herstellen bzw. unterbrechen kann.Likewise, an electric machine clutch may also be assigned to a group consisting of at least two electric machines, which in this case can establish or interrupt a torque-transmitting coupling of the entire group of electric machines to the input or output shaft of the transmission.

Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine und die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats über ein Koppelgetriebe, das beispielsweise als Wälzkörpergetriebe oder Zahnradgetriebe oder Umschlingungsgetriebe ausgeführt sein kann, wenigstens zeitweise drehmomentübertragend untereinander koppelbar sind, wobei das Koppelgetriebe wiederum wenigstens zeitweise drehmomentübertragend mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des Getriebes koppelbar ist.A still further advantageous embodiment of the invention provides that the rotor shaft of the at least one electric machine and the auxiliary drive shaft of the at least one auxiliary unit via a coupling mechanism, which may be embodied for example as Wälzkörpergetriebe or gear transmission or belt transmission, at least temporarily torque-transmitting coupled to each other, the Coupling transmission in turn at least temporarily torque transmitting with the input shaft or the output shaft of the transmission can be coupled.

Bevorzugt ist ein als Umschlingungsgetriebe ausgeführtes Koppelgetriebe ein Zugmitteltrieb, der die drehmomentübertragende Kopplung der Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine mit der Nebenaggregatswelle des wenigstens einen Nebenaggregats und mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes kraftschlüssig, zum Beispiel in Form einen Riementriebs, oder formschlüssig, zum Beispiel in Form eines Ketten- oder Zahnriementriebs, verwirklicht.Preferably, a coupling gear designed as a belt drive is a traction drive, the force-transmitting coupling of the rotor shaft of the at least one electric machine with the accessory shaft of the at least one accessory and the input or output shaft of the transmission, for example in the form of a belt drive, or positively, for Example in the form of a chain or toothed belt drive realized.

Der besondere Vorteil der Verwendung des zusätzlichen Koppelgetriebes ist, dass lediglich eine mechanische, drehmomentübertragende Kopplung des Koppelgetriebes, zum Beispiel Wälzkörpergetriebes, Zahnradgetriebes oder Umschlingungsgetriebes, mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes vorgesehen werden muss, da die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine und die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats untereinander direkt über das Koppelgetriebe drehmomentübertragend koppelbar sind, wobei dann das gemeinsam genutzte Koppelgetriebe die Kopplung der wenigstens einen elektrischen Maschine und des wenigstens einen Nebenaggregats mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes herstellt.The particular advantage of using the additional linkage is that only a mechanical, torque-transmitting coupling of the linkage, for example, Wälzkörpergetriebes, gear or Umschlingungsgetriebes, must be provided with the input or output shaft of the transmission, since the rotor shaft of the at least one electric machine and the Auxiliary drive shaft of the at least one auxiliary unit with each other directly via the coupling gear torque-transmitting coupled, in which case the shared coupling mechanism produces the coupling of the at least one electric machine and the at least one auxiliary unit with the input or output shaft of the transmission.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Antriebswellenkupplung zwischen die Ausgangswelle des Getriebes und einer von der Ausgangswelle angetriebenen Antriebswelle den Kraftfluss zwischen der Ausgangswelle und der Antriebswelle wahlweise unterbrechend geschaltet. Als Antriebs- oder Längswelle ist die der Kraftübertragung von dem Getriebe zu den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs dienende Welle bzw. Wellen zu verstehen. Damit ist die Ausgangswelle des Getriebes von dem nachgeschalteten Teil des Antriebsstrangs wahlweise abtrennbar. Dies ermöglicht es, die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine zum Beispiel dauerhaft drehmomentübertragend mit der Ausgangswelle des Getriebes zu koppeln, so dass die mit der Eingangs- oder Ausgangswelle des Getriebes gekoppelte Nebenaggregatswelle des wenigstens einen Nebenaggregats auch bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, wobei während dieses Betriebszustands die Antriebswellenkupplung geöffnet wird, so dass die von der elektrischen Maschine angetriebene Ausgangswelle des Getriebes kein Drehmoment an die Antriebswelle des nachgeschalteten Teils des Antriebsstrangs übertragen kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, a drive shaft coupling between the output shaft of the transmission and a drive shaft driven by the output shaft, the power flow between the output shaft and the drive shaft selectively switched interrupting. The propulsion or propulsion shaft is to be understood as meaning the shaft or waves serving to transmit power from the transmission to the driven wheels of the motor vehicle. Thus, the output shaft of the transmission of the downstream part of the drive train is selectively separable. This makes it possible to couple the rotor shaft of the at least one electric machine permanently to the output shaft of the transmission, for example, so that the accessory shaft of the at least one accessory coupled to the input or output shaft of the transmission is also at a standstill of the motor vehicle from the electric machine can be driven, wherein during this operating state, the drive shaft clutch is opened, so that driven by the electric machine output shaft of the transmission no torque to the Drive shaft of the downstream part of the drive train can transmit.

Besonders bevorzugt ist wenigstens die Rotorwelle der wenigstens einen elektrischen Maschine, vorzugsweise ebenso die Nebenaggregatsantriebswelle des wenigstens einen Nebenaggregats, mit der Ausgangswelle des Getriebes wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar. Da die Eingangswelle des Getriebes, insbesondere eines Schaltgetriebes, im Gegensatz zur Ausgangswelle des Getriebes bei jedem Schaltvorgang eine starke Drehzahländerung erfährt und die elektrische Maschine gewöhnlich ein relativ hohes Trägheitsmoment aufweist, lässt sich bei einer Kopplung der elektrischen Maschine mit der Ausgangswelle des Getriebes eine Getriebesynchronisierung bei einem Schaltvorgang wesentlich einfacher verwirklichen.Particularly preferably, at least the rotor shaft of the at least one electric machine, preferably also the accessory drive shaft of the at least one auxiliary unit, with the output shaft of the transmission at least temporarily torque transmitting coupled. Since the input shaft of the transmission, in particular a gearbox, in contrast to the output shaft of the transmission at each shift undergoes a strong speed change and the electric machine usually has a relatively high moment of inertia, can be coupled with the output shaft of the transmission, a gear synchronization at realize a switching process much easier.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung,
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines Getriebes eines dritten Ausführungsbeispiels eines Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung,
  • 4 eine andere perspektivische Ansicht des Getriebes aus 3,
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Getriebes eines vierten Ausführungsbeispiels eines Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung und
  • 6 eine andere perspektivische Ansicht des Getriebes aus 5.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of non-limiting embodiments of the invention, which is explained in more detail below with reference to the drawing. In this drawing show schematically:
  • 1 A first embodiment of a hybrid powertrain according to the invention,
  • 2 A second embodiment of a hybrid powertrain according to the invention,
  • 3 a perspective view of a transmission of a third embodiment of a hybrid powertrain according to the invention,
  • 4 another perspective view of the transmission 3 .
  • 5 a perspective view of a transmission of a fourth embodiment of a hybrid powertrain according to the invention and
  • 6 another perspective view of the transmission 5 ,

In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, equivalent parts are always provided with the same reference numerals with respect to their function, so that these are usually described only once.

1 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstrangs 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere Hybrid-Kraftfahrzeug, gemäß der Erfindung dar. Wie 1 zu entnehmen ist, weist der Hybridantriebsstrang 1 einen Verbrennungsmotor 2 auf, ferner eine elektrische Maschine 3 und ein Getriebe 4. Das Getriebe 4 weist eingangsseitig eine Eingangswelle 5 und ausgangsseitig eine Ausgangswelle 6 auf, wobei die Ausgangswelle 6 eine Antriebs- oder Längswelle 7 antreibt, die das an der Ausgangswelle 6 von dem Getriebe 4 abgegebene Drehmoment an angetriebene Räder 8 des Kraftfahrzeugs überträgt. Die angetriebenen Räder 8 des Kraftfahrzeugs können entweder die Vorderräder oder die Hinterräder oder sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder (Allradantrieb) des Kraftfahrzeugs sein. 1 illustrates a first embodiment of a hybrid powertrain 1 for a not-shown motor vehicle, in particular hybrid motor vehicle, according to the invention. How 1 can be seen, the hybrid powertrain 1 an internal combustion engine 2 on, also an electric machine 3 and a gearbox 4 , The gear 4 has input side an input shaft 5 and on the output side, an output shaft 6 on, with the output shaft 6 a drive or longitudinal shaft 7 drives that at the output shaft 6 from the transmission 4 delivered torque to driven wheels 8th of the motor vehicle transmits. The driven wheels 8th of the motor vehicle may be either the front wheels or the rear wheels or both the front and the rear wheels (four-wheel drive) of the motor vehicle.

Das Getriebe 4 ist nicht auf eine spezielle Bauart beschränkt und kann beispielsweise ein manuelles Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe sein, wie zum Beispiel ein Doppelkupplungsgetriebe, CVT-Getriebe (stufenlos variables Getriebe) oder ein Wandlergetriebe.The gear 4 is not limited to a specific type and may be, for example, a manual transmission or an automatic transmission, such as a dual-clutch transmission, CVT (continuously variable transmission) or a converter transmission.

Wie 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Eingangswelle 5 des Getriebes 4 von einer Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2 angetrieben. Zwischen die Kurbelwelle 9 und die Eingangswelle 5 ist eine Kupplung 10 geschaltet, mittels welcher der Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle 9 und der Eingangswelle 5 wahlweise unterbrochen werden kann.As 1 it can be seen further, is the input shaft 5 of the transmission 4 from a crankshaft 9 of the internal combustion engine 2 driven. Between the crankshaft 9 and the input shaft 5 is a clutch 10 switched, by means of which the power flow between the crankshaft 9 and the input shaft 5 optionally can be interrupted.

Des Weiteren weist das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 1 zwei Nebenaggregate 11 und 12 auf. Das Nebenaggregat 11 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Wasserpumpe ausgebildet und das Nebenaggregat 12 als Klimakompressor. Obwohl bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 1 lediglich zwei Nebenaggregate 11 und 12 dargestellt sind, ist zu verstehen, dass der Hybridantriebsstrang 1 sowohl mehr als die zwei gezeigten Nebenaggregate 11 und 12 als auch weniger als zwei Nebenaggregate aufweisen kann. Zusätzlich oder alternativ zu den gezeigten Nebenaggregaten 11 und 12 des Hybridantriebsstrangs 1 können selbstverständlich auch andere Funktionen bereitstellende Nebenaggregate verwendet werden, die zum Beispiel als Motorölpumpe, Getriebeölpumpe, Vakuum- bzw. Bremspumpe, Lenkhilfepumpe und dergleichen ausgebildet sein können.Furthermore, the in 1 illustrated embodiment of the hybrid powertrain 1 two ancillaries 11 and 12 on. The accessory 11 is formed in the embodiment shown as a water pump and the accessory 12 as air conditioning compressor. Although at the in 1 shown embodiment of the hybrid powertrain 1 only two ancillaries 11 and 12 are shown, it is understood that the hybrid powertrain 1 both more than the two ancillaries shown 11 and 12 and less than two accessories. In addition or as an alternative to the ancillaries shown 11 and 12 of the hybrid powertrain 1 Of course, other functions providing ancillaries may be used, which may be formed, for example, as an engine oil pump, transmission oil pump, vacuum or brake pump, power steering pump and the like.

Die in 1 dargestellte Wasserpumpe 11 kann beispielsweise zum Umwälzen eines in einem Kühlkreislauf (nicht dargestellt) zur Kühlung des Verbrennungsmotors 2 strömenden Kühlmittels, zum Beispiel Wasser, verwendet werden. Hierzu ist der Kühlmittelkreislauf fluidleitend über entsprechende Kühlmittelleitungen 13 mit der Wasserpumpe 11 verbunden.In the 1 illustrated water pump 11 For example, for circulating one in a cooling circuit (not shown) for cooling the internal combustion engine 2 flowing coolant, for example water, are used. For this purpose, the coolant circuit is fluid-conducting via appropriate coolant lines 13 with the water pump 11 connected.

Der Klimakompresser 12 wird in an sich bekannter Weise zum Kühlen eines Kühlmediums einer Fahrzeugklimaanlage (nicht dargestellt) eingesetzt, wobei zwischen der Klimaanlage und dem Klimakompressor 12 das Kühlmedium führende Kühlmediumleitungen 14 vorgesehen sind.The air conditioning compressor 12 is used in a conventional manner for cooling a cooling medium of a vehicle air conditioning system (not shown), wherein between the air conditioning and the air conditioning compressor 12 the cooling medium leading cooling medium lines 14 are provided.

Obwohl es in 1 nicht explizit dargestellt ist, so ist bei dem Hybridantriebsstrang 1 eine Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 entweder mit der Eingangswelle 5 oder der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar, so dass die elektrische Maschine 3 der mit ihrer Rotorwelle 15 gekoppelten Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 in einer Generatorbetriebsart entweder mechanische Leistung entnimmt oder dieser in einer Motorbetriebsart zuführt, wie es hierin bereits oben im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben ist. Zur Speisung der elektrischen Maschine 3 in ihrer Motorbetriebsart mit elektrischer Energie bzw. zum Abführen der von der elektrischen Maschine 3 in der Generatorbetriebsart erzeugten elektrischen Energie sind dementsprechend mit der elektrischen Maschine 3 elektrische Leitungen 16 verbunden.Although it is in 1 is not explicitly shown, so is the hybrid powertrain 1 a rotor shaft 15 the electric machine 3 either with the input shaft 5 or the output shaft 6 of the transmission 4 at least temporarily torque transmitting coupled, so that the electric machine 3 the one with its rotor shaft 15 coupled input or output shaft 5 respectively. 6 either removes mechanical power in a generator mode or supplies it in a motor mode, as described hereinabove in the general part of the specification. To feed the electric machine 3 in their engine mode with electrical energy or for discharging the electrical machine 3 in the generator mode generated electrical energy are accordingly with the electric machine 3 electric lines 16 connected.

Des Weiteren sind bei dem in 1 dargestellten Hybridantriebsstrang 1 den jeweiligen Nebenaggregaten 11 und 12 zugeordnete Nebenaggregatsantriebswellen 17 mit der Eingangswelle 5 oder der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar, so dass die beiden in 1 dargestellten Nebenaggregate 11 und 12 der mit ihnen gekoppelten Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 mechanische Leistung zu ihrem Betrieb entnehmen können.Furthermore, in the in 1 illustrated hybrid powertrain 1 the respective ancillary units 11 and 12 associated accessory drive shafts 17 with the input shaft 5 or the output shaft 6 of the transmission 4 at least temporarily coupled torque transmitting, so that the two in 1 illustrated ancillaries 11 and 12 the input or output shaft coupled to them 5 respectively. 6 can take mechanical power to their operation.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 1 sind die elektrische Maschine 3 sowie die beiden Nebenaggregate 11 und 12 von einem das Getriebe 4 aufnehmenden bzw. dieses umgebenden Getriebegehäuse 18 getragen und somit an diesem angeordnet. Hierbei können die elektrische Maschine 3 und/oder das Nebenaggregat 11 und/oder das Nebenaggregat 12 an einer Außenseite des Getriebegehäuses 18 angebracht sein, wobei sich bei außerhalb des Getriebegehäuses 18 angebrachter elektrischer Maschine 3 deren Rotorwelle 15 wenigstens teilweise in den von dem Getriebegehäuse 18 umgebenen Innenraum erstreckt, so dass eine drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Rotorwelle 15 und der Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 des Getriebes 4 im vor äußeren Einflüssen geschützten Innenraum des Getriebegehäuses 18 realisiert werden kann. Ebenso erstreckt sich die Nebenaggregatswelle 17 des jeweils an der Außenseite des Getriebegehäuses 18 angebrachten Nebenaggregats 11 bzw. 12 wenigstens teilweise in den vom Getriebegehäuses 18 umgebenen Innenraum, um die drehmomentübertragende Kopplung der jeweiligen Nebenaggregatsantriebswelle 17 mit der Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 des Getriebes 4 ebenfalls geschützt realisieren zu können.At the in 1 illustrated embodiment of the hybrid powertrain 1 are the electric machine 3 as well as the two ancillaries 11 and 12 from one the transmission 4 receiving or surrounding this gear housing 18 worn and thus arranged on this. This can be the electric machine 3 and / or the accessory 11 and / or the accessory 12 on an outside of the transmission housing 18 be attached, being outside of the transmission case 18 mounted electrical machine 3 its rotor shaft 15 at least partially into that of the transmission housing 18 surrounded inner space, so that a torque-transmitting coupling between the rotor shaft 15 and the input or output shaft 5 respectively. 6 of the transmission 4 in protected from external influences interior of the gear housing 18 can be realized. Likewise, the accessory shaft extends 17 each on the outside of the transmission housing 18 attached accessory 11 respectively. 12 at least partially in the transmission housing 18 surrounded interior to the torque transmitting coupling of the respective accessory drive shaft 17 with the input or output shaft 5 respectively. 6 of the transmission 4 also protected to realize.

Alternativ zur außenseitigen Anbringung der elektrischen Maschine 3 und/oder des Nebenaggregats 11 und/oder des Nebenaggregats 12 am Getriebegehäuse 18 kann/können die elektrische Maschine 3 und/oder das Nebenaggregat 11 und/oder das Nebenaggregat 12 auch vollständig in dem von dem Getriebegehäuse 18 umgebenen Innenraum aufgenommen sein, was einen noch besseren mechanischen Schutz der elektrischen Maschine 3 bzw. der Nebenaggregate 11, 12 vor äußeren Einflüssen bietet. In diesem Fall sind die entsprechend mit der elektrischen Maschine 3 bzw. dem oder den Nebenaggregaten 11 bzw. 12 verbundenen Leitungen 16, 13 bzw. 14 über entsprechend an dem Getriebegehäuse 18 vorgesehene Schnittstellen nach außen geführt.Alternatively to the outside attachment of the electrical machine 3 and / or ancillary equipment 11 and / or ancillary equipment 12 on the gearbox 18 can / can the electric machine 3 and / or the accessory 11 and / or the accessory 12 also completely in the of the transmission housing 18 surrounded interior, resulting in even better mechanical protection of the electrical machine 3 or ancillary components 11 . 12 offers against external influences. In this case, the corresponding with the electric machine 3 or the accessory (s) 11 respectively. 12 connected lines 16 . 13 respectively. 14 over according to the gearbox 18 provided interfaces led to the outside.

Bei dem in 1 gezeigten Hybridantriebsstrang 1 ist es im Sinne einer besonders einfachen, kompakten Bauweise bevorzugt, die Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 sowie die Nebenaggregatsantriebswellen 17 der Nebenaggregate 11 und 12 mit der Eingangswelle 5 des Getriebes wenigstens zweitweise, aber zum Beispiel auch dauerhaft, drehmomentübertragend zu koppeln. In diesem Fall werden die Nebenaggregate 11 und 12 sowie die elektrische Maschine 3 in einer rein verbrennungsmotorischen Antriebsart des Hybridantriebsstrangs 1 bei geschlossener Kupplung 10 alleine durch den Verbrennungsmotor 2 angetrieben und bei einer rein elektromotorischen Antriebsart, das heißt bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor 2 und geöffneter Kupplung 10, alleine durch die elektrische Maschine 3. Im ersten Fall wird die elektrische Maschine 3 in der Generatorbetriebsart betrieben und im zweiten Fall in der Motorbetriebsart. In einer hybridischen Antriebsart des Hybridantriebsstrangs 1 liefern sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die elektrische Maschine 3 (Motorbetriebsart) eine Antriebsleistung zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.At the in 1 shown hybrid powertrain 1 It is preferred in terms of a particularly simple, compact design, the rotor shaft 15 the electric machine 3 and the accessory drive shafts 17 ancillary components 11 and 12 with the input shaft 5 the transmission at least a second way, but for example, also permanently, torque-coupling to couple. In this case, the ancillaries 11 and 12 as well as the electric machine 3 in a purely internal combustion engine drive mode of the hybrid powertrain 1 with the clutch closed 10 solely by the internal combustion engine 2 driven and in a purely electric motor drive, that is, when the internal combustion engine 2 and open clutch 10 , alone by the electric machine 3 , In the first case, the electric machine 3 operated in the generator mode and in the second case in the engine mode. In a hybrid drive mode of the hybrid powertrain 1 deliver both the internal combustion engine 2 as well as the electric machine 3 (Engine mode) a drive power to drive the motor vehicle.

Bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs, laufendem Verbrennungsmotor 2 und geschlossener Kupplung 10 können die mit der Eingangswelle 5 des Getriebes 4 gekoppelten Nebenaggregate 11 und 12 weiterhin betrieben werden, indem das Getriebe 4 zum Beispiel in einer Leerlaufstellung oder Neutralstellung geschaltet wird, in der keine Kraftübertragung von der Eingangswelle 5 auf die Ausgangswelle 6 erfolgt. Beim Stillstand des Kraftfahrzeugs, abgeschaltetem Verbrennungsmotor 2 und geöffneter Kupplung 10 hingegen können die mit der Eingangswelle 5 gekoppelten Nebenaggregate 11 und 12 weiterhin durch die ebenfalls mit der Eingangswelle 5 des Getriebes 4 gekoppelte elektrische Maschine 3 angetrieben werden. Auch in diesem Fall befindet sich das Getriebe 4 in einer Leerlauf- bzw. Neutralstellung.At a standstill of the motor vehicle, running internal combustion engine 2 and closed clutch 10 can be with the input shaft 5 of the transmission 4 coupled ancillaries 11 and 12 continue to be operated by the transmission 4 For example, in an idle position or neutral position is switched, in which no power transmission from the input shaft 5 on the output shaft 6 he follows. When the motor vehicle is at a standstill, the internal combustion engine is switched off 2 and open clutch 10 however, those with the input shaft 5 coupled ancillaries 11 and 12 continue by also with the input shaft 5 of the transmission 4 coupled electric machine 3 are driven. Also in this case is the transmission 4 in an idling or neutral position.

2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstrangs 20 gemäß der Erfindung dar. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Hybridantriebsstrang 1 weist der Hybridantriebsstrang 20 zusätzlich eine Antriebswellenkupplung 21 auf, die den Kraftfluss zwischen der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 und der Antriebswelle 7 wahlweise unterbrechend zwischen die Ausgangswelle 6 und die Antriebswelle 7 geschaltet ist. Die Antriebswellenkupplung 21 kann außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordnet oder auch in diesem integriert verbaut sein. 2 illustrates a second embodiment of a hybrid powertrain 20 according to the invention. In contrast to the in 1 illustrated hybrid powertrain 1 has the hybrid powertrain 20 in addition a drive shaft coupling 21 on that the power flow between the output shaft 6 of the transmission 4 and the drive shaft 7 optionally interrupting between the output shaft 6 and the drive shaft 7 is switched. The drive shaft coupling 21 can be outside of the gearbox 18 arranged or installed in this integrated.

Außerdem ist bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 20 zusätzlich eine den Kraftfluss zwischen der Rotorwelle 15 (der Übersichtlichkeit halber in 2 nicht mehr dargestellt; siehe hierzu 1) der elektrischen Maschine 3 und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- oder Ausgangswelle 5 oder 6 des Getriebes 4 wahlweise unterbrechende Elektromaschinenkupplung 22 vorgesehen. Mittels der Elektromaschinenkupplung 22 kann die drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 und der Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 des Getriebes 4 wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden. Die Elektromaschinenkupplung 22 kann beispielsweise als an sich bekannte, elektrisch schaltbare Magnetkupplung ausgeführt sein.In addition, at the in 2 shown embodiment of the hybrid powertrain 20 In addition, the force flow between the rotor shaft 15 (for clarity in 2 no longer shown; see also 1 ) of the electric machine 3 and with this torque transmitting coupled input or output shaft 5 or 6 of the transmission 4 optionally interrupting electric machine clutch 22 intended. By means of the electric machine clutch 22 can the torque transmitting coupling between the rotor shaft 15 the electric machine 3 and the input or output shaft 5 respectively. 6 of the transmission 4 optionally manufactured or interrupted. The electric machine clutch 22 For example, it can be designed as a known, electrically switchable magnetic coupling.

Ferner sind 2 zwei den Kraftfluss zwischen jeweils der Nebenaggregatsantriebswelle 17 (der Übersichtlichkeit halber in 2 nicht mehr dargestellt; siehe hierzu 1) jedes Nebenaggregats 11, 12 und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 des Getriebes 4 wahlweise unterbrechende Nebenaggregatskupplungen 23 zu entnehmen. Mittels der Nebenaggregatskupplung 23 kann die drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Nebenaggregatsantriebswelle 17 der Nebenaggregate 11 und 12 und der Eingangs- oder Ausgangswelle 5 bzw. 6 des Getriebes 4 wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden. Die Nebenaggregatskupplung 23 kann beispielsweise als an sich bekannte, elektrisch schaltbare Magnetkupplung ausgeführt sein.Further are 2 two the power flow between each of the accessory drive shaft 17 (for clarity in 2 no longer shown; see also 1 ) of each accessory 11 . 12 and with this torque transmitting coupled input or output shaft 5 respectively. 6 of the transmission 4 optional interrupting accessory clutches 23 refer to. By means of the accessory clutch 23 can the torque-transmitting coupling between the accessory drive shaft 17 ancillary components 11 and 12 and the input or output shaft 5 respectively. 6 of the transmission 4 optionally manufactured or interrupted. The accessory clutch 23 For example, it can be designed as a known, electrically switchable magnetic coupling.

Schließlich weist der in 2 dargestellte Hybridantriebsstrang 20 gegenüber dem in 1 dargestellten Hybridantriebsstrang 1 ein Koppelgetriebe 24 zur direkten, drehmomentübertragenden Kopplung der Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 und der Nebenaggregatsantriebswellen 17 der beiden dargestellten Nebenaggregate 11 und 12 untereinander auf. Über die Elektromaschinenkupplung 22 und die den jeweiligen Nebenaggregaten 11 und 12 zugeordneten Nebenaggregatskupplungen 23 lässt sich die drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 und den Nebenaggregatsantriebswellen 17 der Nebenaggregate 11 und 12 wahlweise zeitlich begrenzen, so dass die elektrische Maschine 3 und die Nebenaggregate 11 und 12 über das Koppelgetriebe 24 wahlweise in drehmomentübertragender Weise untereinander gekoppelt werden können. Das Koppelgetriebe 24 kann beispielsweise als Wälzkörpergetriebe oder Zahnradgetriebe oder Umschlingungsgetriebe ausgebildet sein.Finally, the in 2 illustrated hybrid powertrain 20 opposite to the 1 illustrated hybrid powertrain 1 a coupling gear 24 for direct, torque-transmitting coupling of the rotor shaft 15 the electric machine 3 and the accessory drive shafts 17 the two auxiliary units shown 11 and 12 on each other. About the electric machine clutch 22 and the respective accessories 11 and 12 associated accessory clutches 23 can the torque-transmitting coupling between the rotor shaft 15 the electric machine 3 and the accessory drive shafts 17 ancillary components 11 and 12 optionally time limit, so that the electric machine 3 and the ancillaries 11 and 12 over the coupling gear 24 optionally in torque-transmitting manner can be coupled together. The coupling gear 24 may be formed for example as Wälzkörpergetriebe or gear transmission or belt transmission.

Ferner ist das Koppelgetriebe 24 wenigstens zeitweise drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 5 oder der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 koppelbar. Obwohl das Koppelgetriebe 24 allgemein sowohl mit der Eingangswelle 5 oder der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 drehmomentübertragend koppelbar ist, eignet sich das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 20 doch besonders zur drehmomentübertragenden Kopplung sowohl der Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 als auch der Nebenaggregatsantriebswellen 17 der Nebenaggregate 11 und 12 mit der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4.Furthermore, the coupling gear 24 at least temporarily torque transmitting with the input shaft 5 or the output shaft 6 of the transmission 4 coupled. Although the coupling gear 24 generally with both the input shaft 5 or the output shaft 6 of the transmission 4 coupled torque transfer is suitable in 2 illustrated embodiment of the hybrid powertrain 20 but especially for the torque-transmitting coupling of both the rotor shaft 15 the electric machine 3 as well as the accessory drive shafts 17 ancillary components 11 and 12 with the output shaft 6 of the transmission 4 ,

Der rein verbrennungsmotorische Antrieb des Hybridantriebs 20 sowie der rein elektromotorische Antrieb des Hybridantriebsstrangs 20 können in diesem Fall wie im Zusammenhang mit der Beschreibung des in 1 dargestellten Hybridantriebsstrangs 1 realisiert werden, mit dem zusätzlichen Vorteil eines aufgrund der ausgangswellenseitigen Kopplung der elektrischen Maschine 3 und der Nebenaggregate 11 und 12 leichter zu synchronisierenden Getriebes 4, wie oben bereits erläutert wurde, und mit dem weiteren Vorteil, dass bei dem Hybridantriebsstrang 20 die elektrische Maschine 3 sowie die Nebenaggregate 11 und 12 über die entsprechenden Kupplungen 22 bzw. 23 einzeln je nach Bedarf drehmomentübertragend mit der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 gekoppelt werden können.The purely internal combustion engine drive of the hybrid drive 20 and the purely electric motor drive of the hybrid powertrain 20 In this case, as related to the description of in 1 shown hybrid powertrain 1 be realized, with the additional advantage of a due to the output shaft side coupling of the electric machine 3 and ancillaries 11 and 12 easier to synchronize transmission 4 as already explained above, and with the further advantage that in the hybrid powertrain 20 the electric machine 3 and the ancillaries 11 and 12 via the corresponding couplings 22 respectively. 23 individually as needed torque transmitting with the output shaft 6 of the transmission 4 can be coupled.

Bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel beim Warten an einer roten Ampel und aktiviertem Start-Stopp-System des Kraftfahrzeugs und somit abgeschaltetem Verbrennungsmotor 2, kann die elektrische Maschine 3 in ihrer Motorbetriebsart dazu verwendet werden, die Nebenaggregate 11 und 12 weiterhin anzutreiben. Hierzu ist lediglich die Antriebswellenkupplung 21 zu öffnen, so dass die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 zur Antriebswelle 7 unterbrochen ist. Um auch eine Abkopplung der Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 von der Eingangswelle 5 des Getriebes 4 und/oder der Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2 zu erreichen, kann das Getriebe 4 in eine Leerlauf- oder Neutralstellung geschaltet werden und/oder die Kupplung 10 geöffnet werden.At a standstill of the motor vehicle, for example when waiting at a red light and activated start-stop system of the motor vehicle and thus switched off internal combustion engine 2 , can the electric machine 3 used in their engine mode, the ancillaries 11 and 12 continue to drive. For this purpose, only the drive shaft coupling 21 open, allowing the power transmission from the output shaft 6 of the transmission 4 to the drive shaft 7 is interrupted. To also a decoupling of the output shaft 6 of the transmission 4 from the input shaft 5 of the transmission 4 and / or the crankshaft 9 of the internal combustion engine 2 To achieve that, the transmission can 4 be switched to an idle or neutral position and / or the clutch 10 be opened.

3 stellt eine erste perspektivische Ansicht eines Getriebes 25 eines dritten Ausführungsbeispiels eines nicht weiter dargestellten Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung dar. 4 stellt das Getriebe 25 aus einem anderen perspektivischen Blickwinkel dar. 3 represents a first perspective view of a transmission 25 a third embodiment of a not shown hybrid powertrain according to the invention. 4 puts the transmission 25 from another perspective perspective.

In 3 ist ein das Getriebe 25 umgebendes und dieses aufnehmendes Getriebegehäuse 26 zu erkennen mit einer am Getriebegehäuse 26 einstückig ausgebildeten Kupplungsglocke 27, in der bei dem Getriebe 25 die in den 1 und 2 dargestellte Kupplung 10 aufgenommen ist. Des Weiteren sind an dem Getriebegehäuse 26 des in 3 dargestellten Getriebes 25 von außen eine elektrische Maschine 3 sowie ein Nebenaggregat in Form des Klimakompressors 12 angebracht. Das Getriebegehäuse 26 trägt sowohl die elektrische Maschine 3 als auch den Klimakompressor 12 vollständig.In 3 is a the transmission 25 surrounding and this receiving gearbox 26 to recognize with one on the transmission housing 26 integrally formed clutch bell 27 in the case of the gearbox 25 in the 1 and 2 illustrated coupling 10 is included. Furthermore, on the transmission housing 26 of in 3 illustrated transmission 25 from the outside an electric machine 3 and an auxiliary unit in the form of the air conditioning compressor 12 appropriate. The gearbox 26 carries both the electric machine 3 as well as the air conditioning compressor 12 Completely.

In 4 ist zu erkennen, dass sich die Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 und die Nebenaggregatsantriebswelle 17 des Klimakompressors 12 in den von dem Getriebegehäuse 26 und hier insbesondere in den von der Kupplungsglocke 27 umgebenen Innenraum erstrecken. Des Weiteren ist 4 zu entnehmen, dass bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Getriebes 25 die Nebenaggregatsantriebswelle 17 über die Nebenaggregatskupplung 23, die hier als elektrisch schaltbare Magnetkupplung ausgeführt ist, wenigstens zweitweise drehmomentübertragend mit dem Koppelgetriebe 24 koppelbar ist, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Umschlingungsgetriebe 24, insbesondere in Form eines Riemen- oder Zahnriementriebs, ausgebildet ist. Wie 4 weiterhin zu entnehmen ist, umschlingt der Riemen des Umschlingungsgetriebes 24 ebenfalls die Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3, die in diesem Beispiel dauerhaft drehmomentübertragend mit dem Umschlingungsgetriebe 24 gekoppelt ist. Außerdem ist das Umschlingungsgetriebe 24 bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Getriebes 25 dauerhaft drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 5 des Getriebes 25 gekoppelt. Es versteht sich, dass zwischen die Eingangswelle 5 des Getriebes 25 und dem Koppelgetriebe 24 ebenfalls eine Kupplung vorgesehen sein kann, um die drehmomentübertragende Kopplung zwischen der Eingangswelle 5 und dem Koppelgetriebe 24 wahl- und zeitweise unterbrechen zu können.In 4 it can be seen that the rotor shaft 15 the electric machine 3 and the accessory drive shaft 17 of the air conditioning compressor 12 in the from the gearbox 26 and here in particular in the clutch bell 27 extend around the interior. Furthermore is 4 can be seen that in the illustrated embodiment of the transmission 25 the accessory drive shaft 17 via the accessory clutch 23 , which is designed here as an electrically switchable magnetic coupling, at least partially torque-transmitting with the coupling gear 24 can be coupled, in the embodiment shown as a belt transmission 24 , in particular in the form of a belt or toothed belt drive, is formed. As 4 can still be seen, wraps around the belt of the belt drive 24 also the rotor shaft 15 the electric machine 3 , in this example permanently transmitting torque with the belt transmission 24 is coupled. In addition, the belt transmission 24 at the in 4 shown embodiment of the transmission 25 permanently transmitting torque with the input shaft 5 of the transmission 25 coupled. It is understood that between the input shaft 5 of the transmission 25 and the coupling gear 24 also a coupling may be provided to the torque transmitting coupling between the input shaft 5 and the coupling gear 24 to interrupt optional and temporary.

5 stellt eine erste perspektivische Ansicht eines Getriebes 28 eines vierten Ausführungsbeispiels eines nicht weiter dargestellten Hybridantriebsstrangs gemäß der Erfindung dar. 6 stellt das Getriebe 28 aus einem anderen perspektivischen Blickwinkel dar. 5 represents a first perspective view of a transmission 28 A fourth embodiment of a not shown hybrid powertrain according to the invention. 6 puts the transmission 28 from another perspective perspective.

An der Außenseite des Getriebegehäuses 26 des Getriebes 28 ist zusätzlich zum in den 3 und 4 dargestellten Getriebe 25 noch ein zweites Nebenaggregat in Form der Wasserpumpe 11 angebracht. Auch die Wasserpumpe 11 wird von dem Getriebegehäuse 26 getragen.On the outside of the gearbox 26 of the transmission 28 is in addition to in the 3 and 4 illustrated gear 25 a second accessory in the form of the water pump 11 appropriate. Also the water pump 11 is from the gearbox 26 carried.

In der in 6 dargestellten Ansicht des Getriebes 28 ist ferner ein weiteres Nebenaggregat 29 in Form einer Vakuum- bzw. Bremspumpe zu erkennen, die ebenfalls an der Außenseite des Getriebegehäuses 26 angeordnet und von diesem getragen ist. Ebenfalls ist 6 zu entnehmen, dass die Wasserpumpe 11 und die Vakuumpumpe 29 über eine gemeinsame Nebenaggregatsantriebswelle 17 unter Zwischenschaltung einer Nebenaggregatskupplung 23 in Form einer elektrisch schaltbaren Magnetkupplung (obere der beiden in 6 dargestellten Kupplungen 23) wenigstens zweitweise drehmomentübertragend mit dem Koppel- bzw. Umschlingungsgetriebe 24 koppelbar sind, mit dem wie bei dem in den 3 und 4 dargestellten Getriebe 25 auch die Nebenaggregatsantriebswelle 17 des Klimakompressors 12 vermittels der elektrisch schaltbaren Magnetkupplung 23 (untere der beiden in 6 dargestellten Kupplungen 23) zeitweise und die Rotorwelle 15 der elektrischen Maschine 3 dauerhaft drehmomentübertragend koppelbar bzw. gekoppelt sind. Das Koppelgetriebe 24 ist wiederum drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 5 des Getriebes 28 gekoppelt.In the in 6 illustrated view of the transmission 28 is also another accessory 29 to recognize in the form of a vacuum or brake pump, which also on the outside of the transmission housing 26 arranged and supported by this. Also is 6 to see that the water pump 11 and the vacuum pump 29 via a common ancillary drive shaft 17 with the interposition of an accessory clutch 23 in the form of an electrically switchable magnetic coupling (upper of the two in 6 shown couplings 23 ) at least partially torque transmitting with the coupling or belt transmission 24 are coupled, with the like in the in the 3 and 4 illustrated gear 25 also the accessory drive shaft 17 of the air conditioning compressor 12 by means of the electrically switchable magnetic coupling 23 (lower of the two in 6 shown couplings 23 ) at times and the rotor shaft 15 the electric machine 3 permanently torque transmitting coupled or coupled. The coupling gear 24 is in turn torque transmitting with the input shaft 5 of the transmission 28 coupled.

Der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang wurde anhand mehrerer in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Der Hybridantriebsstrang ist jedoch nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen.The hybrid powertrain according to the invention was explained in more detail with reference to several embodiments shown in the figures. However, the hybrid powertrain is not limited to the embodiments described herein, but includes other similar embodiments as well.

In bevorzugter Ausführung wird der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang in einem Hybrid-Kraftfahrzeug zu dessen Antrieb verwendet.In a preferred embodiment, the hybrid powertrain according to the invention is used in a hybrid motor vehicle for its drive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HybridantriebsstrangHybrid powertrain
2two
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
33
Elektrische MaschineElectric machine
44
Getriebetransmission
55
Eingangswelle von 4Input shaft of 4
66
Ausgangswelle von 4Output shaft of 4
77
Antriebswelle/LängswelleDrive shaft / longitudinal shaft
88th
Angetriebenes RadPowered wheel
99
Kurbelwellecrankshaft
1010
Kupplungclutch
1111
Nebenaggregat, WasserpumpeAuxiliary unit, water pump
1212
Nebenaggregat, KlimakompressorAuxiliary unit, air conditioning compressor
1313
KühlmittelleitungCoolant line
1414
KühlmediumleitungCoolant line
1515
Rotorwelle von 3Rotor shaft of 3
1616
Elektrische LeitungElectrical line
1717
NebenaggregatsantriebswelleAccessory drive shaft
1818
Getriebegehäusegearbox
20 20
HybridantriebsstrangHybrid powertrain
2121
AntriebswellenkupplungDrive shaft coupling
2222
ElektromaschinenkupplungElectric machines coupling
2323
NebenaggregatskupplungAccessory clutch
2424
Koppelgetriebecoupling gear
2525
Getriebetransmission
2626
Getriebegehäusegearbox
2727
KupplungsglockeKupplungsglocke
2828
Getriebetransmission
2929
Nebenaggregat, Vakuum- bzw. BremspumpeAuxiliary unit, vacuum or brake pump

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0492152 A1 [0005]EP 0 492 152 A1 [0005]
  • DE 19859458 B4 [0006]DE 19859458 B4 [0006]
  • DE 1530624 [0007]DE 1530624 [0007]

Claims (8)

Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2), wenigstens einer elektrischen Maschine (3), einem Getriebe (4) und einer zwischen einer Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2) und einer von der Kurbelwelle (9) angetriebenen Eingangswelle (5) des Getriebes (4) geschalteten, den Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle (9) und der Eingangswelle (5) wahlweise unterbrechenden Kupplung (10), wobei eine Rotorwelle (15) der elektrischen Maschine (3) mit der Eingangswelle (5) oder einer Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar ist, so dass die elektrische Maschine (3) der mit ihr gekoppelten Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) entweder mechanische Leistung entnimmt oder dieser zuführt, und eine Nebenaggregatsantriebswelle (17) wenigstens eines Nebenaggregats (11, 12, 29) mit der Eingangswelle (5) oder der Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wenigstens zeitweise drehmomentübertragend koppelbar ist, so dass das Nebenaggregat (11, 12, 29) der mit diesem gekoppelten Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) mechanische Leistung entnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) und/oder das wenigstens eine Nebenaggregat (11, 12, 29) von einem wenigstens das Getriebe (4) aufnehmenden Getriebegehäuse (18, 26) getragen ist/sind.Hybrid powertrain for a motor vehicle having an internal combustion engine (2), at least one electric machine (3), a transmission (4) and an input shaft (5) driven between a crankshaft (9) of the internal combustion engine (2) and an engine crankshaft (9) the transmission (4) switched, the power flow between the crankshaft (9) and the input shaft (5) selectively interrupting clutch (10), wherein a rotor shaft (15) of the electric machine (3) with the input shaft (5) or an output shaft ( 6) of the transmission (4) can be coupled torque-transmitting at least temporarily so that the electric machine (3) of the input (5) or output shaft (6) coupled with it either removes mechanical power or feeds it, and at least one ancillary drive shaft (17) an auxiliary unit (11, 12, 29) with the input shaft (5) or the output shaft (6) of the transmission (4) at least temporarily torque transmitting coupled, so that the Nebena characterized in that the electric machine (3) and / or the at least one ancillary unit (11, 12, 29) receives mechanical power from the input (5) or output shaft (6) coupled thereto. is supported by a transmission housing (18, 26) receiving at least the transmission (4). Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Nebenaggregat (11, 12, 29) und/oder die wenigstens eine elektrische Maschine (3) an einer Außenseite des Getriebegehäuses (18, 26) angebracht ist/sind und sich die Nebenaggregatsantriebswelle (17) des Nebenaggregats (11, 12, 29) und/oder die Rotorwelle (15) der elektrischen Maschine (3) wenigstens teilweise in den von dem Getriebegehäuse (18, 26) umgebenen Innenraum erstreckt/erstrecken.Hybrid powertrain after Claim 1 , characterized in that the at least one auxiliary unit (11, 12, 29) and / or the at least one electric machine (3) is mounted on an outer side of the transmission housing (18, 26) and the ancillary drive shaft (17) of the auxiliary unit (11, 12, 29) and / or the rotor shaft (15) of the electric machine (3) at least partially in the of the transmission housing (18, 26) surrounded interior / extend. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Nebenaggregat (11, 12, 29) und/oder die wenigstens eine elektrische Maschine (3) in dem von dem Getriebegehäuse (18, 26) umgebenen Innenraum aufgenommen ist/sind.Hybrid powertrain after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one auxiliary unit (11, 12, 29) and / or the at least one electric machine (3) is / are accommodated in the interior surrounded by the transmission housing (18, 26). Hybridantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine den Kraftfluss zwischen der Nebenaggregatsantriebswelle (17) des wenigstens einen Nebenaggregats (11, 12, 29) und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wahlweise unterbrechende Nebenaggregatskupplung (23) vorgesehen ist.Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the power flow between the accessory drive shaft (17) of the at least one auxiliary unit (11, 12, 29) and with this torque transmitting coupled input (5) or output shaft (6) of the transmission (4) optionally interrupting accessory clutch (23) is provided. Hybridantriebsstrang nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Nebenaggregate (11, 12, 29) vorgesehen sind und jedem Nebenaggregat (11, 12, 29) jeweils eine Nebenaggregatskupplung (23) zur wahlweisen drehmomentübertragenden Kopplung der jeweiligen Nebenaggregatsantriebswelle (17) mit der Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) zugeordnet ist.Hybrid power train according to the preceding claim, characterized in that at least two auxiliary units (11, 12, 29) are provided and each auxiliary unit (11, 12, 29) each have an accessory clutch (23) for selectively transmitting torque coupling of the respective auxiliary drive shaft (17) with the Input (5) or output shaft (6) of the transmission (4) is assigned. Hybridantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Kraftfluss zwischen der Rotorwelle (15) der wenigstens einen elektrischen Maschine (3) und der mit dieser drehmomentübertragend koppelbaren Eingangs- (5) oder Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) wahlweise unterbrechende Elektromaschinenkupplung (22) vorgesehen ist.Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a power flow between the rotor shaft (15) of the at least one electric machine (3) and with this torque transmitting coupled input (5) or output shaft (6) of the transmission (4) optionally interrupting electrical machine clutch (22) is provided. Hybridantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (15) der wenigstens einen elektrischen Maschine (3) und die Nebenaggregatsantriebswelle (17) des wenigstens einen Nebenaggregats (11, 12, 29) über ein Koppelgetriebe (24) wenigstens zeitweise drehmomentübertragend untereinander koppelbar sind, wobei das Koppelgetriebe (24) wiederum wenigstens zeitweise drehmomentübertragend mit der Eingangswelle (5) oder der Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) koppelbar ist.Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft (15) of at least one electric machine (3) and the auxiliary drive shaft (17) of the at least one auxiliary unit (11, 12, 29) via a coupling gear (24) at least temporarily transmitting torque can be coupled with each other, wherein the coupling gear (24) in turn at least temporarily torque transmitting to the input shaft (5) or the output shaft (6) of the transmission (4) can be coupled. Hybridantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswellenkupplung (21) zwischen die Ausgangswelle (6) des Getriebes (4) und einer von der Ausgangswelle (6) angetriebenen Antriebswelle (7) den Kraftfluss zwischen der Ausgangswelle (6) und der Antriebswelle (7) wahlweise unterbrechend geschaltet ist.Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a drive shaft coupling (21) between the output shaft (6) of the transmission (4) and one of the output shaft (6) driven drive shaft (7) the power flow between the output shaft (6) and the Drive shaft (7) is switched selectively interrupting.
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