DE102018104097A1

DE102018104097A1 - Getriebeeinrichtung mit Nebenaggregatanbindung für einen hybriden Antriebsstrang; sowie Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102018104097A1
Application number: DE102018104097.0A
Authority: DE
Inventors: Pierre-Yves Berthelemy; Patrick Wisbar; Holger Witt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-06-19
Also published as: DE112018006344A5; WO2019114855A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Hybridkraftfahrzeuges, mit einer, mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) wirkverbindbaren, ersten Eingangswelle (4), einer, mit einer elektrischen Maschine (5) wirkverbundenen oder wirkverbindbaren, zweiten Eingangswelle (6), einer Ausgangswelle (7) und mehreren, zwischen der ersten Eingangswelle (4), der zweiten Eingangswelle (6) und der Ausgangswelle (7) angeordneten, miteinander in Zahneingriff stehende Verzahnungsbauteile (8) aufweisenden, schaltbaren Übersetzungsstufen (9a, 9b, 9c, 9d, 9e), wobei eine an einer Triebwelle (10) eines Nebenaggregats (11) ausgebildete Verzahnung (12) rotatorisch mit einem bestimmten Verzahnungsbauteil (8a) einer der Übersetzungsstufen (9a) gekoppelt ist. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (2) für ein Hybridkraftfahrzeug, mit dieser Getriebeeinrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeuges, wie eines hybriden Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einer, mit einer Verbrennungskraftmaschine wirkverbindbaren, ersten Eingangswelle, einer mit einer elektrischen Maschine wirkverbundenen oder wirkverbindbaren, zweiten Eingangswelle, einer Ausgangswelle und mehreren, zwischen der ersten Eingangswelle, der zweiten Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordneten, miteinander in Zahneingriff stehende Verzahnungsbauteile aufweisenden, schaltbaren Übersetzungsstufen. Somit ist durch die Getriebeeinrichtung ein mehrgängiges Getriebe realisiert, das durch seine teilweise miteinander wirkverbundenen Verzahnungsbauteile mit mehreren die unterschiedlichen Gänge umsetzenden Übersetzungsstufen versehen ist. Zudem betrifft die Erfindung einen (Hybrid-) Antriebsstrang mit dieser Getriebeeinrichtung.
Gattungsgemäße Getriebeeinrichtungen, eingesetzt in hybriden Antriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die DE 10 2010 024 165 A1 einen hybridischen Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine, einer Elektromaschine und einem automatisierten Schaltgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle. Ein Klimakompressor wird direkt von der Elektromaschine angetrieben.
Des Weiteren ist es aus reinen verbrennungsmotorischen Antriebssträngen allgemein bekannt, Klimakompressoren mit einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors / einer Verbrennungskraftmaschine rotatorisch rückzukoppeln, um im Betrieb einen Teil der Antriebsenergie für das Nebenaggregat aus dem Antriebsstrang zu entnehmen. Somit sind aus dem Stand der Technik auch Ausführungen bekannt, bei denen zur Anbindung des Nebenaggregates die Anbindung über einen Endloszugmitteltrieb direkt an der Verbrennungskraftmaschine realisiert wird.
Des Weiteren sind aus dem Elektromobilitätsbereich Ausführungen bekannt, in denen elektrische Kompressoren eingesetzt werden. Als Nachteil hat es sich hierbei jedoch herausgestellt, dass die direkte Kopplung des Kompressors an die Verbrennungskraftmaschine zu Problemen führen kann. Eine beispielhaft eingesetzte Magnetkupplung kann den Kompressor zwar abschalten, ein Betrieb des Kompressors ohne laufende Verbrennungskraftmaschine ist jedoch nicht ohne weiteres möglich.
Bei den eingesetzten Nebenaggregaten im Elektromobilitätsbereich wirkt sich der Nachteil des hohen Leistungsverlustes durch die ständige Energiewandlung zwischen mechanisch und elektrisch besonders stark aus. Der Wirkungsgrad des Antriebsstranges ist somit relativ gering. Zudem ist es von Nachteil, dass die eingesetzten Nebenaggregate relativ viel Bauraum in Anspruch nehmen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Getriebeeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen besonders effizienten Antrieb des möglichst platzsparend integrierten Nebenaggregats ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine an einer Triebwelle eines Nebenaggregats ausgebildete Verzahnung (permanent) rotatorisch mit einem bestimmten (ersten) Verzahnungsbauteil einer der Übersetzungsstufen gekoppelt ist.
Dadurch ist es möglich, das Nebenaggregat platzsparend in der Getriebeeinrichtung zu integrieren. Das Nebenaggregat ist über einen kurzen Übertragungsweg an das ohnehin vorhandene Verzahnungsbauteil der Getriebeeinrichtung angebunden. Zudem ist es möglich, das Nebenaggregat in Abhängigkeit des gewählten Betriebsmodus über verschiedene Übersetzungen anzutreiben und dadurch einen effizienten Antrieb des Nebenaggregats zu gewährleisten.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Das Nebenaggregat weist bevorzugt einen Verdichter, weiter bevorzugt einen Taumelscheibenverdichter, besonders bevorzugt einen Scrollverdichter, auf. Das Nebenaggregat ist dabei bevorzugt als ein Klimakompressor umgesetzt.
Ist die Verzahnung der Triebwelle durch ein separat von der Triebwelle ausgeformtes Zahnrad oder einen stoffeinteilig / integral mit der Triebwelle ausgeformten Verzahnungsbereich ausgebildet, lässt sich das Nebenaggregat auf entsprechende Bauraumvorgaben seitens der Getriebeeinrichtung einfach anpassen.
Eine bauraumoptimierte Anordnung wird auch begünstigt, wenn die Verzahnung der Triebwelle direkt mit dem bestimmten (ersten) Verzahnungsbauteil in Zahneingriff steht oder indirekt, vorzugsweise über ein Endloszugmittel, mit dem bestimmten (ersten) Verzahnungsbauteil rotatorisch gekoppelt ist.
Ist das Nebenaggregat mit seinem Aggregatsgehäuse in einem die Übersetzungsstufen umhausenden / einschließenden / umgreifenden Getriebegehäuse (der Getriebeeinrichtung) angeordnet / aufgenommen / befestigt / gehalten, ist das Nebenaggregat ausreichend fest angebracht. Auch ist dadurch eine besonders bauraumeffiziente Ausführung der Getriebeeinrichtung umgesetzt.
Hinsichtlich der Befestigung des Aggregatsgehäuses ist es besonders zweckmäßig, wenn dieses mittels eines Presssitzes oder einer Verschraubung, d.h. vorzugsweise kraftschlüssig, in dem Getriebegehäuse angebracht ist. Prinzipiell sind auch form- oder stoffschlüssige Verbindungen bzw. Kombinationen daraus einsetzbar.
Zudem ist es von Vorteil, wenn in dem Getriebegehäuse zumindest ein Anschluss eines Ein- und/oder Ausgangs des Nebenaggregates eingebracht ist. Bei der bevorzugten Ausbildung des Nebenaggregates als Klimakompressor sind bevorzugt ein erster (Eingang-)Anschluss als Kühlmittelzulauf und ein zweiter (Ausgang-)Anschluss als Kühlmittelablauf in dem Getriebegehäuse eingebracht.
Bezüglich der Getriebeeinrichtung ist es zudem von Vorteil, wenn das bestimmte (erste) Verzahnungsbauteil hinsichtlich seiner Position so gewählt ist und die Übersetzungsstufen so ausgebildet sind, dass die zwischen der zweiten Eingangswelle und der Triebwelle und/oder zwischen der Ausgangswelle und der Triebwelle angeordneten Übersetzungsstufen einzeln (d.h. unabhängig voneinander) schaltbar sind. Dadurch lässt sich das Nebenaggregat in unterschiedlichen Betriebsmodi besonders effizient über unterschiedliche Übersetzungen betreiben.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zwischen der ersten Eingangswelle und der Ausgangswelle zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes, erstes Teilgetriebe angeordnet ist.
Zwischen der zweiten Eingangswelle und der Ausgangswelle ist weiter bevorzugt zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes, zweites Teilgetriebe angeordnet.
Auch zwischen der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle ist weiterhin zweckmäßigerweise zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes, drittes Teilgetriebe angeordnet.
Vorteilhafterweise lassen sich zwischen der elektrischen Maschine und der Triebwelle des Nebenaggregats mehrere, vorzugsweise mindestens fünf, wie sechs verschiedene Übersetzungen zum Antrieb des Nebenaggregats schalten. Auch ist es vorteilhaft, wenn sich zwischen dem Abtrieb und der Triebwelle des Nebenaggregats mehrere, vorzugsweise mindestens fünf, wie sechs oder sieben, verschiedene Übersetzungen zum Antrieb des Nebenaggregats schalten lassen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen (Hybrid-) Antriebsstrang für ein Hybridkraftfahrzeug, mit der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung nach zumindest einer der zuvor beschrieben Ausführungen, einer mit der ersten Eingangswelle gekoppelten oder koppelbaren Verbrennungskraftmaschine und einer mit der zweiten Eingangswelle gekoppelten elektrischen Maschine.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine besonders geschickte Nebenaggregatanbindung eines Hybridgetriebes (Getriebeeinrichtung) realisiert. Hierzu wird ein Nebenaggregat direkt an das Hybridgetriebe gekoppelt, um direkt von diesem Hybridgetriebe entweder mechanische Energie im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine oder Energie von einer elektrischen Maschine zu erhalten. Die Getriebeeinrichtung weist eine erste Getriebewelle (erste Eingangswelle) auf, die bevorzugt von einer Verbrennungskraftmaschine (etwa über eine Kupplung) abkoppelbar ist. Bei dieser Kupplung kann es sich um eine reibschlüssige Kupplung / Reibkupplung handeln. Das Nebenaggregat ist bevorzugt als ein deaktivierbarer Taumelscheibenverdichter oder Scrollverdichter realisiert. Somit ist ein Modul aus Zahnrad, Verdichter und optional Kupplung oder Hubeinstellelementen realisiert. Mehrere Klimaübersetzungen sind durch vorhandene Getriebegänge wählbar. Das Modul weist eine Getriebeinnenseite mit Verzahnung sowie eine Außenseite mit Kältemittelanschlüssen auf. Es kann eine mechanische oder elektromagnetische Aktuierung stattfinden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer in einem Antriebsstrang eingesetzten erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung,
2 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei verschiedene in 1 lediglich schematisch dargestellte Teilgetriebe der Getriebeeinrichtung sowie deren Wirkverbindungen zu einer Verbrennungskraftmaschine, einer elektrischen Maschine und einem Abtrieb im Betrieb gut zu erkennen sind,
3 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Getriebeeinrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu 2, wobei verschiedene Lager zum Lagern unterschiedlicher Wellen der Getriebeeinrichtung und ein abtriebsseitiges Differenzial erkennbar sind,
4 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei drei verschiedene in einem ersten Betriebsmodus mit dem Nebenaggregat seitens der Verbrennungskraftmaschine oder der elektrischen Maschine schaltbare Übersetzungen eingezeichnet sind,
5 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Getriebeeinrichtung nach 4, wobei eine in einem zweiten Betriebsmodus mit dem Nebenaggregat seitens der Verbrennungskraftmaschine geschaltete Übersetzung eingezeichnet ist,
6 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Getriebeeinrichtung nach den 4 und 5, wobei sechs verschiedene in einem dritten Betriebsmodus mit dem Nebenaggregat seitens der elektrischen Maschine schaltbare Übersetzungen eingezeichnet sind,
7 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Getriebeeinrichtung nach den 4 bis 6, wobei nun sechs verschiedene in einem vierten Betriebsmodus mit dem Nebenaggregat seitens des Abtriebs schaltbare Übersetzungen eingezeichnet sind,
8 eine perspektivische Seitendarstellung eines Bereichs innerhalb eines Getriebegehäuses der Getriebeeinrichtung nach den 4 bis 7, in dem das Nebenaggregat detailliert erkennbar ist,
9 eine Vorderansicht des in 8 veranschaulichten Bereiches der Getriebeeinrichtung,
10 eine Seitenansicht des in den 8 und 9 veranschaulichten Bereiches der Getriebeeinrichtung, und
11 eine perspektivische Darstellung der Getriebeeinrichtung nach den 4 bis 10 mit transparent dargestelltem Getriebegehäuse sowie transparent dargestelltem Aggregatsgehäuse.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.
1 zeigt zunächst eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung 1. 1 veranschaulicht die Getriebeeinrichtung 1 derart abstrahiert, dass unter diese Darstellung die beiden konkreten Ausführungsbeispiele der 2 und 3 sowie 4 bis 11 fallen.
Die Getriebeeinrichtung 1 ist nach 1 bereits in einem schematisch dargestellten Antriebsstrang 2 eines Hybridkraftfahrzeuges eingesetzt. Der Antriebsstrang 2 ist somit auch als hybrider Antriebsstrang 2 bezeichnet. Die Getriebeeinrichtung 1 ist auf typische Weise zwischen einer Verbrennungskraftmaschine 3, wie einem Otto- oder Dieselmotor, und einem, unter anderem ein Differenzial 20 aufweisenden Abtrieb 19 angeordnet. Die Getriebeeinrichtung 1 weist zudem eine elektrische Maschine 5 auf. Die elektrische Maschine 5 kann jedoch gemäß weiteren Ausführungen auch als ein von der Getriebeeinrichtung 1 losgelöster / separater Bestandteil angesehen werden. Die Getriebeeinrichtung 1 ist sowohl zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und dem Abtrieb 19 als auch zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Abtrieb 19 und zwischen der elektrischen Maschine 5 und der Verbrennungskraftmaschine 3 mit mehreren unterschiedlichen Übersetzungsstufen9a, 9b, 9c, 9d, 9e, wie nachfolgend näher beschrieben, ausgestattet. Wie nachfolgend näher beschrieben, dient die Getriebeeinrichtung 1 zum Umsetzen unterschiedlicher Betriebsmodi des hybriden Antriebsstranges 2.
Die Getriebeeinrichtung 1 weist unterschiedliche Teilgetriebe 16, 17, 18 auf. Ein erstes Teilgetriebe 16 ist zwischen einer (seitens der Verbrennungskraftmaschine 3 angeordneten) ersten Eingangswelle 4 und einer (seitens des Abtriebs 19 angeordneten) Ausgangswelle 7 angeordnet. Das erste Teilgetriebe 16 weist zwei verschiedene (erste und zweite) Übersetzungsstufen 9a, 9b auf. Die Übersetzungsstufen 9a, 9b des ersten Teilgetriebes 16 sind wechselweise wählbar. Zwischen einer weiteren (seitens der elektrischen Maschine 5 angeordneten) zweiten Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 7 ist ein zweites Teilgetriebe 17 angeordnet. Dieses zweite Teilgetriebe 17 weist ebenfalls zwei verschiedene (vierte und fünfte) Übersetzungsstufen 9d, 9e auf. Die Übersetzungsstufen 9d, 9e des zweiten Teilgetriebes 17 sind wechselweise wählbar. Zudem ist zwischen der ersten Eingangswelle 4 und der zweiten Eingangswelle 6 ein drittes Teilgetriebe 18 angeordnet. Das dritte Teilgetriebe 18 weist ebenfalls zwei verschiedene Übersetzungsstufen 9b, 9c auf. Eine Übersetzungsstufe des dritten Teilgetriebes 18 ist die (zweite) Übersetzungsstufe 9b des ersten Teilgetriebes 16, kann jedoch prinzipiell auch durch eine weitere Übersetzungsstufe realisiert sein. Zudem weist das dritte Teilgetriebe 18 eine eigene (dritte) Übersetzungsstufe 9c auf.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeinrichtung 1 folglich als klassisches Schaltgetriebe (mit axial nebeneinander angeordneten Übersetzungsstufen 9a, 9b, 9c, 9d, 9e und achsparallelen Ein- und Ausgangswellen 4, 6, 7) realisiert. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Getriebeeinrichtung 1 in weiteren Ausführungen auf andere Weise, vorzugsweise als Planetengetriebe, ausgeführt ist.
In Verbindung mit den 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel detaillierter dargestellt. In der Getriebeeinrichtung 1 ist erfindungsgemäß ein Nebenaggregat 11 integriert. Das Nebenaggregat 11 ist insbesondere hinsichtlich seines Aggregatsgehäuses 14 und seiner Triebwelle 10 in der Getriebeeinrichtung 1 integriert. Das Aggregatsgehäuse 14 umhaust auf typische Weise eine entsprechende Umwandlungseinheit, die eine seitens der Triebwelle 10 im Betrieb anliegendes mechanische Drehmoment in eine andere Bewegungskraft, bspw. eine Strömungsenergie eines Fluids, wandelt. Das Nebenaggregat 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Klimakompressor realisiert. Der Klimakompressor ist auch als Verdichter bezeichnet und vorzugsweise als ein Scrollverdichter (alternativ in weiteren Ausführungen Taumelscheibenverdichter) realisiert. Das Nebenaggregat 11 ist deaktivierbar. Das Aggregatsgehäuse 14 ist in dem Getriebegehäuse 15 fest aufgenommen / befestigt. Hierzu dient bevorzugt ein Presssitz, alternativ auch eine Verschraubung. Die aus dem Aggregatsgehäuse 14 hinausragende Triebwelle 10 ist mit einem (ersten) Verzahnungsbauteil 8a drehfest verbunden. Das erste Verzahnungsbauteil 8a ist Bestandteil der ersten Übersetzungsstufe 9a der Getriebeeinrichtung 1.
Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist mit ihrer Ausgangswelle 22 (Kurbelwelle) über eine Kupplung 21, die bevorzugt als Reibungskupplung realisiert ist, mit der ersten Eingangswelle 4 koppelbar ist. In einer geschlossenen Stellung der Kupplung 21 ist die Ausgangswelle 22 drehfest mit der ersten Eingangswelle 4 gekoppelt / verbunden; in einer geöffneten Stellung der Kupplung 21 ist die Ausgangswelle 22 rotatorisch von der ersten Eingangswelle 4 entkoppelt. Ein fest auf der ersten Eingangswelle 4 angebrachtes erstes Verzahnungsbauteils 8a ist entlang der ersten Eingangswelle 4 / axial neben einem weiteren (dritten) Verzahnungsbauteils 8c, das ebenfalls fest auf der ersten Eingangswelle 4 angebracht ist, angeordnet.
Das erste Verzahnungsbauteil 8a steht mit einem zweiten Verzahnungsbauteil 8b in Zahneingriff. Das zweite Verzahnungsbauteil 8b ist koaxial zu der Ausgangswelle 7 angeordnet. Die Ausgangswelle 7 ist wiederum parallel zu der ersten Eingangswelle 4 angeordnet. In Abhängigkeit einer Stellung einer (ersten) Schalteinheit 23 ist das zweite Verzahnungsbauteil 8b mit dieser Ausgangswelle 7 verbindbar. In einer Neutralstellung der ersten Schalteinheit 23 ist das zweite Verzahnungsbauteil 8b frei relativ zu der Ausgangwelle 7 verdrehbar, d.h. von dieser rotatorisch entkoppelt. In einer ersten Schaltstellung der Schalteinheit 23 ist das zweite Verzahnungsbauteil 8b mit der Ausgangswelle 7 drehfest verbunden.
Das dritte Verzahnungsbauteil 8c steht mit einem vierten Verzahnungsbauteil 8d in Zahneingriff. Das vierte Verzahnungsbauteil 8d ist axial neben dem zweiten Verzahnungsbauteil 8d und ebenfalls koaxial zu der Ausgangswelle 7 angeordnet. Das vierte Verzahnungsbauteil 8d ist in einer zweiten Schaltstellung der ersten Schalteinheit 23 drehfest mit der Ausgangswelle 7 verbunden. In der Neutralstellung sowie der ersten Schaltstellung der Schalteinheit 23 ist das vierte Verzahnungsbauteil 8d ebenfalls von der Ausgangswelle 7 rotatorisch entkoppelt. Dadurch ist mit dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und dem zweiten Verzahnungsbauteil 8b eine erste Übersetzungsstufe 9a und mit dem dritten Verzahnungsbauteil 8c und dem vierten Verzahnungsbauteil 8d eine zweite Übersetzungsstufe 9b zwischen der ersten Eingangswelle 4 und der Ausgangswelle 7 realisiert. Die erste Übersetzungsstufe 9a und die zweite Übersetzungsstufe 9b bilden zusammen mit der ersten Schalteinheit 23 das erste Teilgetriebe 16 aus.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das vierte Verzahnungsbauteil 8d zudem drehfester Bestandteil einer Zwischenwelle 24. Die Zwischenwelle 24 ist koaxial zu der Ausgangswelle 7, nämlich radial um die Ausgangswelle 7 herum, angeordnet. Die Zwischenwelle 24 weist neben dem vierten Verzahnungsbauteil 8d ein axial neben dem vierten Verzahnungsbauteil 8d angeordnetes (sechstes) Verzahnungsbauteil 8f auf. Die vierten und sechsten Verzahnungsbauteile 8d und 8f sind somit permanent drehfest miteinander verbunden. Das sechste Verzahnungsbauteil 8f ist mit einem fünften Verzahnungsbauteil 8e in Zahneingriff. Das fünfte Verzahnungsbauteil 8e ist koaxial zu der zweiten Eingangswelle 6 angeordnet. Wie in diesem Ausführungsbeispiel erkennbar, ist die erste Eingangswelle 4 auch koaxial zu der zweiten Eingangswelle 6 angeordnet.
Die beiden Eingangswellen 4 und 6 sowie das fünfte Verzahnungsbauteil 8e sind über eine zweite Schalteinheit 25 miteinander verbindbar. In einer Neutralstellung der zweiten Schalteinheit 25 sind die beiden Eingangswellen 4 und 6 voneinander sowie jeweils gegenüber dem fünften Verzahnungsbauteil 8e rotatorisch entkoppelt. In einer ersten Schaltstellung der zweiten Schalteinheit 25 sind die beiden Eingangswellen 4 und 6 miteinander drehfest verbunden. Das fünfte Verzahnungsbauteil 8e ist hierbei rotatorisch von den Eingangswellen 4, 6 entkoppelt. In einer zweiten Schaltstellung der zweiten Schalteinheit 25 sind die beiden Eingangswellen 4 und 6 voneinander sowie die erste Eingangswelle 4 von dem fünften Verzahnungsbauteil 8e rotatorisch entkoppelt. In der zweiten Schaltstellung der zweiten Schalteinheit 25 ist hingegen das fünfte Verzahnungsbauteil 8e drehfest mit der zweiten Eingangswelle 6 verbunden. Dadurch ist zwischen dem fünften und dem sechsten Verzahnungsbauteil 8e, 8f eine dritte Übersetzungsstufe 9c realisiert. Die beiden Übersetzungsstufen 9b und 9c bilden zusammen mit der zweiten Schalteinheit 25 das dritte Teilgetriebe 18 aus.
Die zweite Eingangswelle 6 ist permanent mit einer rotorfesten Welle 26 der elektrischen Maschine 5 rotatorisch gekoppelt. Die elektrische Maschine 5 ist radial außerhalb der ersten und zweiten Eingangswellen 4, 6 und des Ausgangswelle 7 angeordnet. Die elektrische Maschine 5 ist hinsichtlich ihres Maschinengehäuses 27 innerhalb des Getriebegehäuses 15 angeordnet. Eine aus dem Maschinengehäuse 27 axial hinausragende rotorfeste Welle 26 ist mit einer Verzahnung (als Rotorverzahnung 28 bezeichnet) über eine Verbindungswelle 29 mit einer weiteren (fünften) Übersetzungsstufe 9e der Getriebeeinrichtung 1 rotatorisch gekoppelt. Die rotorfeste Welle 26 ist jene Triebwelle der elektrischen Maschine 5, die drehfest einen Rotor der 33 elektrischen Maschine 5 aufnimmt. Die Rotorverzahnung 28 steht mit einer Verzahnung der Verbindungswelle 29 in Zahneingriff; diese Verzahnung der Verbindungswelle 29 befindet sich zudem mit einem (neunten) Verzahnungsbauteil 8i in Zahneingriff. Das neunte Verzahnungsbauteil 8i ist permanent drehfest auf der zweiten Eingangswelle 6 angeordnet. Das neunte Verzahnungsbauteil 8i ist mit einem weiteren (zehnten) Verzahnungsbauteil 8j in Zahneingriff. Das zehnte Verzahnungsbauteil 8j ist koaxial zu der Ausgangswelle 7 angeordnet. Über eine dritte Schalteinheit 30 ist das zehnte Verzahnungsbauteil 8j mit der Ausgangswelle 7 drehfest verbindbar. In einer Neutralstellung der dritten Schalteinheit 30 ist das zehnte Verzahnungsbauteil 8j rotatorisch von der Ausgangswelle 7 entkoppelt. In einer zweiten Schaltstellung der dritten Schalteinheit 30 ist das zehnte Verzahnungsbauteil 8j drehfest mit der Ausgangswelle 7 verbunden. Das neunte Verzahnungsbauteil 8i und das zehnte Verzahnungsbauteil 8j bilden zusammen die fünfte Übersetzungsstufe 9e aus.
Neben der fünften Übersetzungsstufe 9e ist eine weitere (vierte) Übersetzungsstufe 9d zwischen der zweiten Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 7 realisiert. Hierfür ist ein siebtes Verzahnungsbauteil 8g permanent drehfest auf der zweiten Eingangswelle 6 aufgenommen. Dieses siebte Verzahnungsbauteil 8g ist axial zu dem neunten Verzahnungsbauteil 8i benachbart angeordnet. Das siebte Verzahnungsbauteil 8g steht mit einem achten Verzahnungsbauteil 8h in Zahneingriff. Das achte Verzahnungsbauteil 8h ist koaxial zu der Ausgangswelle 7 angeordnet. In einer ersten Schaltstellung der dritten Schalteinheit 30 ist das achte Verzahnungsbauteil 8h drehfest mit der Ausgangswelle 7 verbunden; das zehnte Verzahnungsbauteil 8j ist in der ersten Schaltstellung der dritten Schalteinheit 30 rotatorisch von der Ausgangswelle 7 entkoppelt. In der zweiten Schaltstellung und in der Neutralstellung der dritten Schalteinheit 30 ist das achte Verzahnungsbauteil 8h ebenfalls von der Ausgangswelle 7 rotatorisch entkoppelt. Die beiden vierten und fünften Übersetzungsstufen 9d und 9e bilden zusammen mit der dritten Schalteinheit 30 das zweite Teilgetriebe 17 aus.
Die jeweiligen Verzahnungsbauteile 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8i, 8j sind außenverzahnte Stirnräder. Die Verzahnungsbauteile 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8i, 8j sind bevorzugt schrägverzahnt.
Erfindungsgemäß steht das Nebenaggregat 11 über seine Triebwelle 10 mit dem ersten Verzahnungsbauteil 8a in Zahneingriff. Somit besteht eine direkte Drehkoppelung der Triebwelle 10 mit der ersten Eingangswelle 4. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass das Nebenaggregat 11 in weiteren Ausführungen auch mit anderen Verzahnungsbauteilen, bspw. dem dritten Verzahnungsbauteil 8c, direkt rotatorisch gekoppelt ist. Zudem sei darauf hingewiesen, auch wenn die Triebwelle 10 in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit ihrer an dem Zahnrad 13 ausgebildeten Verzahnung 12 mit dem ersten Verzahnungsbauteil 8a kämmt, eine rotative Koppelung auch über ein Endloszugmittel möglich ist. Das Zahnrad 13 ist drehfest auf der Triebwelle 10 befestigt.
In 3 sind zudem verschiedene Los- und Festlager 31 und 32 eingezeichnet, mittels derer die einzelnen Wellen 4, 5, 6, 24, 29 gelagert sind. Auch die Anordnung des Differenzials 20, das Bestandteil des Abtriebs 19 ist, ist zu erkennen. Das Differenzial 20 ist auf typische Weise über zwei Radantriebswellen des Abtriebs 19 mit den Rädern des Kraftfahrzeuges drehverbunden.
In Verbindung mit den 4 bis 11 ist ein weiteres zweites Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das zweite Ausführungsbeispiel ist prinzipiell gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sowie funktionierend, weshalb nachfolgend lediglich die Unterschiede dieser beiden Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Zudem sind in Verbindung mit den 3 bis 7 verschiedene Betriebsmodi der Getriebeeinrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben, wobei diese Betriebsmodi auch für das erste Ausführungsbeispiel gelten.
Die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich dadurch voneinander, dass die elektrische Maschine 5 in dem zweiten Ausführungsbeispiel über die Verbindungswelle 29 direkt mit dem siebten Verzahnungsbauteil 8g anstelle des neunten Verzahnungsbauteils 8i rotatorisch gekoppelt ist. Die Verbindungswelle 29 steht somit sowohl mit der Rotorverzahnung 28 als auch mit dem siebten Verzahnungsbauteil 8g dauerhaft in Zahneingriff. In Verbindung mit den 8 bis 11 sind verschiedene Ansichten jenes Bereiches innerhalb des Getriebegehäuses 15 veranschaulicht, in dem das Nebenaggregat 11 aufgenommen ist.
Mit den 3 bis 7 sind nachfolgend die unterschiedlichen Betriebsmodi beschrieben, die der Antriebsstrang 2 je nach Anforderung des Kraftfahrzeugantriebs einnimmt. In diesen Betriebsmodi ist die Triebwelle 10 über unterschiedliche Übersetzungen mit der elektrischen Maschine 5, der Verbrennungskraftmaschine 3 und dem Abtrieb 19 verbindbar. Hierbei wird deutlich, dass das erste Verzahnungsbauteil 8a hinsichtlich seiner Position in der Getriebeeinrichtung 1 und relativ zu den Übersetzungsstufen 9a, 9b, 9c, 9d, 9e so gewählt ist, dass zwischen der zweiten Eingangswelle 6 und der Triebwelle 10 sowie zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 unterschiedliche Übersetzungen einzeln und unabhängig voneinander schaltbar sind.
In 4 ist ein erster Betriebsmodus veranschaulicht. Der erste Betriebsmodus spiegelt einen Zustand wider, in dem das Kraftfahrzeug steht oder rollt, d.h. in dem sowohl die Verbrennungskraftmaschine 3 als auch die elektrische Maschine 5 von dem Abtrieb 19 und voneinander rotatorisch entkoppelt sind. In dem ersten Betriebsmodus sind drei verschiedene Übersetzungen zum Antrieb des Nebenaggregats 11 aufgezeigt. Bei geschlossener Kupplung 21 ist die Triebwelle 10 über eine erste Übersetzung (durchgezogene Linie) durch die Verbrennungskraftmaschine 3 angetrieben. Die erste Übersetzung ist durch den Zahneingriff des ersten Verzahnungsbauteils 8a mit einer Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet.
Zudem ist das Nebenaggregat 11 in dem ersten Betriebsmodus bei geöffneter Kupplung 21 durch die elektrische Maschine 5 antreibbar. Eine (zweite) Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Nebenaggregat 11 ist umgesetzt, wenn die zweite Schalteinheit 25 in ihre erste Schaltstellung verbracht ist (übrige Schalteinheiten 23, 30 in Neutralstellung). Die zweite Übersetzung (gestrichelte Linie) ist durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g sowie durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Bei Umsetzen der zweiten Schaltstellung der zweiten Schalteinheit 25 ist eine weitere (dritte) Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Nebenaggregat 11 umgesetzt (übrige Schalteinheiten 23, 30 in Neutralstellung). Die dritte Übersetzung (gepunktete Linie) ist durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g, die dritte Übersetzungsstufe 9c, die zweite Übersetzungsstufe 9b sowie durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet.
In 5 ist ein zweiter Betriebsmodus veranschaulicht, in dem die Verbrennungskraftmaschine 3 angeschaltet ist und die Kupplung 21 geschlossen ist. Dadurch ist die Ausgangswelle 22, die sich stets mit einer bestimmten Mindestdrehzahl dreht, mit der ersten Eingangswelle 4 rotatorisch verbunden. Dieser zweite Betriebsmodus ist bei einem Generieren von elektrischer Energie ausschließlich durch die Verbrennungskraftmaschine 3 im Stehen oder im Rollen des Kraftfahrzeuges, bei Umsetzen eines so genannten Boost-Betriebs, in dem sowohl die Verbrennungskraftmaschine 3 als auch die elektrische Maschine 5 den Abtrieb 19 antreiben, bei einem Rekuperieren und Lastpunktanhebung, wobei sowohl der Abtrieb 19 als auch die Verbrennungskraftmaschine 3 zum Antrieb der elektrischen Maschine 5 geschaltet sind, bei einem rein verbrennungsmotorischen Fahren, bei dem die (mechanische) Energie zum Antrieb des Abtriebs 19 ausschließlich durch die Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugt wird, sowie bei Umsetzen einer Lastpunktanhebung, bei der sowohl die elektrische Maschine 5 als auch der Abtrieb 19 durch die Verbrennungskraftmaschine 3 angetrieben sind, umgesetzt. In dem zweiten Betriebsmodus ist dauerhaft die feste (erste) Übersetzung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und der Triebwelle 10 umgesetzt. Die erste Übersetzung ist wie in dem ersten Betriebsmodus durch den Zahneingriff des ersten Verzahnungsbauteils 8a mit der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet.
In Verbindung mit 6 ist ein weiterer, dritter Betriebsmodus veranschaulicht, in dem ausschließlich die elektrische Maschine 5 zum Antreiben des Abtriebs 19 (Rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges) eingesetzt ist. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist in diesem dritten Betriebsmodus von der ersten Eingangswelle 4 entkoppelt bzw. ausgeschaltet. Die Kupplung 21 ist folglich geöffnet. Wie gezeigt sind sechs verschiedene Übersetzungen zwischen der elektrischen Maschine 5 und der Triebwelle 10 schaltbar.
In dem dritten Betriebsmodus sind wie in dem ersten Betriebsmodus die zweite Übersetzung und die dritte Übersetzung entsprechend schaltbar. Eine weitere (vierte) Übersetzung ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet und sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer ersten Schaltstellung befindet (übrige Schalteinheit 25 in Neutralstellung). Die vierte Übersetzung (fett gestrichelte Linie) ist durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g, die fünfte Übersetzungsstufe 9e, die erste Übersetzungsstufe 9a und durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Bei einer weiteren (fünften) Übersetzung befindet sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer zweiten Schaltstellung und die dritte Schaltstellung 30 in der zweiten Schaltstellung (übrige Schalteinheit 25 in Neutralstellung). Die fünfte Übersetzung (fett punktierte Linie) ist damit durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g, die fünfte Übersetzungsstufe 9e, die zweite Übersetzungsstufe 9b und durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine weitere (sechste) Übersetzung ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer ersten Schaltstellung befindet und sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer ersten Schaltstellung befindet (übrige Schalteinheit 25 in Neutralstellung). Die sechste Übersetzung (strich-punktierte Linie) ist durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g, die vierte Übersetzungsstufe 9d, die erste Übersetzungsstufe 9a und durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine weitere (siebte) Übersetzung ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer ersten Schaltstellung befindet und sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet (übrige Schalteinheit 25 in Neutralstellung). Die siebte Übersetzung (fett strich-punktierte Linie) ist durch den Zahneingriff zwischen der rotorfesten Welle 26 mit der Verbindungswelle 29, durch den Zahneingriff zwischen der Verbindungswelle 29 und dem achten Verzahnungsbauteil 8g, die vierte Übersetzungsstufe 9d, die zweite Übersetzungsstufe 9b und durch den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet.
Mit 7 ist ein vierter Betriebsmodus veranschaulicht, der dann umgesetzt ist, wenn der Abtrieb 19 zum Antrieb der elektrischen Maschine 5 und/oder der Verbrennungskraftmaschine 3 (in Abhängigkeit der Stellung der Kupplung 21) antreibend wirkt. Dieser vierte Betriebsmodus ist bei einem reinen Rekuperieren, wobei ausschließlich die Energie des Abtriebs 19 zum Erzeugen von elektrischer Energie seitens der elektrischen Maschine 5 zugeführt wird, sowie bei einem Rekuperieren mit eingekuppelter Verbrennungskraftmaschine 3 (Verbrennungskraftmaschine 3 angeschaltet und Kupplung 21 geschlossen) zum Erzeugen von elektrischer Energie seitens der elektrischen Maschine 5 geschaltet.
In Abhängigkeit der Schaltstellungen der verschiedenen Schalteinheiten 23, 25 und 30 sind hierbei insgesamt sieben verschiedene Übersetzungen zwischen dem Abtrieb 19 / der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 wählbar. Eine erste Übersetzung (durchgezogene Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer ersten Schaltstellung befindet (übrige Schalteinheiten 25, 30 in Neutralstellung). Die erste Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die erste Übersetzungsstufe 9a und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine zweite Übersetzung (gestrichelte Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die erste Schalteinheit 23 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet (übrige Schalteinheiten 25, 30 in Neutralstellung). Die zweite Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die zweite Übersetzungsstufe 9b und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Zusätzlich oder alternativ zu der zweiten Übersetzung kann die zweite Schalteinheit 25 auch so ausgebildet sein, dass die mit der gepunkteten Linie gekennzeichnete Übersetzung ermöglich ist. Dabei ist die erste Schalteinheit 23 in ihrer zweiten Schaltstellung und die zweite Schalteinheit 25 (in ihrer zweiten Schaltstellung) so geschaltet, dass das fünfte Verzahnungsbauteil 8e mit der ersten Eingangswelle 4 drehfest verbunden ist. Diese Übersetzung ist dann zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 durch die dritte Übersetzungsstufe 9c und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine dritte Übersetzung (strich-punktierte Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer ersten Schaltstellung befindet und sich die zweite Schalteinheit 25 in ihrer ersten Schaltstellung befindet (erste Schalteinheit 23 in Neutralstellung). Die dritte Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die vierte Übersetzungsstufe 9d und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine vierte Übersetzung (fett strich-punktierte Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet und sich die zweite Schalteinheit 25 in ihrer ersten Schaltstellung befindet (erste Schalteinheit 23 in Neutralstellung). Die vierte Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die fünfte Übersetzungsstufe 9e und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine fünfte Übersetzung (fett gestrichelte Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer ersten Schaltstellung befindet und sich die zweite Schalteinheit 25 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet (erste Schalteinheit 23 in Neutralstellung). Die fünfte Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die vierte Übersetzungsstufe 9d, die dritte Übersetzungsstufe 9c, die zweite Übersetzungsstufe 9b und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet. Eine sechste Übersetzung (fett punktierte Linie in 7) zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist umgesetzt, wenn sich die dritte Schalteinheit 30 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet und sich die zweite Schalteinheit 25 in ihrer zweiten Schaltstellung befindet (erste Schalteinheit 23 in Neutralstellung). Die sechste Übersetzung zwischen der Ausgangswelle 7 und der Triebwelle 10 ist durch die fünfte Übersetzungsstufe 9e, die dritte Übersetzungsstufe 9c, die zweite Übersetzungsstufe 9b und den Zahneingriff zwischen dem ersten Verzahnungsbauteil 8a und der Verzahnung 12 der Triebwelle 10 gebildet.
Hinsichtlich der elektrischen Maschine 5 sei zudem darauf hingewiesen, dass diese hinsichtlich ihres Rotors 33 in weiteren Ausführungen auch von der rotorfesten Welle 26 / der Rotorverzahnung 28 abkoppelbar ist. Dann ist bevorzugt eine Kupplung in Form einer Magnetkupplung umgesetzt, sodass in einer geöffneten Stellung der Kupplung der Rotor 33 unabhängig von der Drehbewegung der Getriebeeinrichtung 1 / der Rotorverzahnung 28 still stehen kann. Auch das Nebenaggregat 11 ist in weiteren Ausführungen mit einer Kupplung ausgestattet, um die Triebwelle 10 von der Verzahnung 12 im Betrieb wahlweise zu entkoppeln.
In anderen Worten ausgedrückt, liegt erfindungsgemäß eine Verbesserung in einer direkten Anbindung des Kompressors (Nebenaggregat 11) am Getriebe (Getriebeeinrichtung 1). Dies hat den Vorteil die mechanische Leistung direkt abzugreifen, soweit das Verbrennungsaggregat 3 beteiligt ist und ansonsten die Energie aus dem E-Motor (elektrische Maschine 5) zu beziehen. Bei einer Abschaltung der Verbrennungskraftmaschine 3 oder für einen Start-Stopp Betrieb kann der Kompressor 11 über den Elektromotor 5 angetrieben werden. Des Weiteren ist ebenso eine Vorklimatisierung des Fahrzeugs möglich.
Beispielsweise findet die erfindungsgemäße mit einem 6+2-Gang-Getriebe 1 Anwendung. Hierbei handelt es sich um ein Hybridgetriebe 1 mit Verbrennungskraftmaschine 3 und E-Maschine 5, welche über drei interagierende Teilgetriebe 16, 17, 18 die Leistungsverzeigung bis zum Abtrieb 19 realisiert. Durch Anbindung des Kompressors 11 an die erste Zahnradstufe (erste Übersetzungsstufe 9a) ist der bereits beschriebene Betrieb des Kompressors 11 unabhängig von Abtrieb 19 und der Verbrennungskraftmaschine 3 möglich. Der Betrieb unterscheidet sich in den verschiedenen hybriden Betriebsmodi wie folgt. Modus I (erster Betriebsmodus): Beinhaltet die Zustände Stehen und Rollen. Dabei kann der Kompressor 11 von der Verbrennungskraftmaschine 3 oder in zwei Varianten von der E-Maschine 5 betrieben werden. Modus II (zweiter Betriebsmodus): Beinhaltet die Zustände Generieren / Rekuperieren mit Lastpunktanhebung / Verbrennungskraftmaschine-Fahren / Boosten / Lastpunktanhebung; d.h. jene Zustände, bei welchen die Verbrennungskraftmaschine 3 in Verwendung steht. Bei diesem Modus kann der Kompressor 11 nur in einer fixen Übersetzung betrieben werden. Modus III (dritter Betriebsmodus): Rein elektrisches Fahren; hierbei kann der Kompressor 11 über die Teilgetriebe 16, 17 ,18 in sechs verschiedenen Übersetzungen zur Drehzahl der Elektrischen Maschine 5 betrieben werden. Dies kann zur Regelung im Bestpunktbereich dienen, aber auch um den Kompressor 11 vor Überlast zu schützen, beziehungsweise mehr Kälteleistung bereitzustellen, wenn diese benötigt wird. Modus IV (vierter Betriebsmodus): Rekuperieren; hier sind ähnlich zu Modus III sieben verschiedene Übersetzungen durch die Teilgetriebe 16, 17, 18 möglich. Um dennoch den Kompressor gänzlich vom übrigen Antriebsstrang 2 zu trennen, ist der Einbau einer konventionellen Magnetkupplung, einer innovativen MRF-Kupplung oder ähnlichem möglich.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeeinrichtung
2: Antriebsstrang
3: Verbrennungskraftmaschine
4: erste Eingangswelle
5: elektrische Maschine
6: zweite Eingangswelle
7: Ausgangswelle (der Getriebeeinrichtung)
8: Verzahnungsbauteil
8a: erstes Verzahnungsbauteil
8b: zweites Verzahnungsbauteil
8c: drittes Verzahnungsbauteil
8d: viertes Verzahnungsbauteil
8e: fünftes Verzahnungsbauteil
8f: sechstes Verzahnungsbauteil
8g: siebtes Verzahnungsbauteil
8h: achtes Verzahnungsbauteil
8i: neuntes Verzahnungsbauteil
8j: zehntes Verzahnungsbauteil
9a: erste Übersetzungsstufe
9b: zweite Übersetzungsstufe
9c: dritte Übersetzungsstufe
9d: vierte Übersetzungsstufe
9e: fünfte Übersetzungsstufe
10: Triebwelle
11: Nebenaggregat
12: Verzahnung
13: Zahnrad
14: Aggregatsgehäuse
15: Getriebegehäuse
16: erstes Teilgetriebe
17: zweites Teilgetriebe
18: drittes Teilgetriebe
19: Abtrieb
20: Differenzial
21: Kupplung
22: Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine
23: erste Schalteinheit
24: Zwischenwelle
25: zweite Schalteinheit
26: rotorfeste Welle
27: Maschinengehäuse
28: Rotorverzahnung
29: Verbindungswelle
30: dritte Schalteinheit
31: Loslager
32: Festlager
33: Rotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010024165 A1 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Hybridkraftfahrzeuges, mit einer, mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) wirkverbindbaren, ersten Eingangswelle (4), einer, mit einer elektrischen Maschine (5) wirkverbundenen oder wirkverbindbaren, zweiten Eingangswelle (6), einer Ausgangswelle (7) und mehreren, zwischen der ersten Eingangswelle (4), der zweiten Eingangswelle (6) und der Ausgangswelle (7) angeordneten, miteinander in Zahneingriff stehende Verzahnungsbauteile (8) aufweisenden, schaltbaren Übersetzungsstufen (9a, 9b, 9c, 9d, 9e), dadurch gekennzeichnet, dass eine an einer Triebwelle (10) eines Nebenaggregats (11) ausgebildete Verzahnung (12) rotatorisch mit einem bestimmten Verzahnungsbauteil (8a) einer der Übersetzungsstufen (9a) gekoppelt ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (12) der Triebwelle (10) durch ein separat von der Triebwelle (10) ausgeformtes Zahnrad (13) oder einen stoffeinteilig mit der Triebwelle (10) ausgeformten Verzahnungsbereich ausgebildet ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (12) der Triebwelle (10) direkt mit dem bestimmten Verzahnungsbauteil (8a) in Zahneingriff steht oder indirekt mit dem bestimmten Verzahnungsbauteil (8a) rotatorisch gekoppelt ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aggregatsgehäuse (14) des Nebenaggregats (11) in einem die Übersetzungsstufen (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) umhausenden Getriebegehäuse (15) aufgenommen ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebegehäuse (15) zumindest ein Anschluss für einen Ein- oder Ausgang des Nebenaggregats (11) eingebracht ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte Verzahnungsbauteil (8a) hinsichtlich seiner Position so gewählt ist und die Übersetzungsstufen (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) so ausgebildet sind, dass die zwischen der zweiten Eingangswelle (6) und der Triebwelle (10) und/oder zwischen der Ausgangswelle (7) und der Triebwelle (10) angeordneten Übersetzungsstufen (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) einzeln schaltbar sind.
Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Eingangswelle (4) und der Ausgangswelle (7) zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen (9a, 9b) aufweisendes, erstes Teilgetriebe (16) angeordnet ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Eingangswelle (6) und der Ausgangswelle (7) zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen (9d, 9e) aufweisendes, zweites Teilgetriebe (17) angeordnet ist.
Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Eingangswelle (4) und der zweiten Eingangswelle (6) zumindest ein, mehrere Übersetzungsstufen (9b, 9c) aufweisendes, drittes Teilgetriebe (18) angeordnet ist.
Antriebsstrang (2) für ein Hybridkraftfahrzeug, mit einer Getriebeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, einer mit der ersten Eingangswelle (4) gekoppelten oder koppelbaren Verbrennungskraftmaschine (3) und einer mit der zweiten Eingangswelle (6) gekoppelten elektrischen Maschine (5).