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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer ersten und zweiten Antriebsmaschine. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine sowie eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung.
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Beispielsweise offenbart die
DE 10 2017 201 894 A1 einen Aufbau eines Getriebes für ein Hybridfahrzeug mit quer zur Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang. Das Getriebe umfasst eine Antriebswelle, eine Zwischenwelle, ein Differentialgetriebe und genau eine zum Antrieb des Hybridfahrzeugs eingerichtete elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor und einem drehfesten Stator. Die Antriebswelle, die Zwischenwelle, das Differentialgetriebe und der Rotor der elektrischen Maschine weisen achsparallel zueinander angeordnete Drehachsen auf. Die Antriebswelle bildet eine drehmomentübertragende Schnittstelle zu einem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugs oder ist mit einer solchen Schnittstelle über eine Kupplung oder über einen Freilauf verbunden. Das Differentialgetriebe weist drehmomentübertragende Schnittstellen zu mit Antriebsrädern des Hybridfahrzeugs verbundenen Antriebswellen auf. Das Getriebe ist dazu eingerichtet, unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und einer koaxial zur Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle bereitzustellen, wobei das Drehmoment zwischen Abtriebswelle und Differentialgetriebe über die Zwischenwelle übertragen wird. Der Rotor ist entweder mit der Antriebswelle oder mit einer weiteren Welle des Getriebes, welche an der Übersetzungsbildung des Getriebes beteiligt ist, über ein konstantes Übersetzungsverhältnis ständig verbunden. Die Drehachse der Zwischenwelle ist räumlich unterhalb, und die Drehachse des Rotors ist räumlich oberhalb einer Verbindungslinie zwischen der Drehachse der Antriebswelle und der Drehachse des Differentialgetriebes angeordnet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompakte Getriebevorrichtung mit zwei elektrischen Maschinen für ein Hybridfahrzeug zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 7. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung umfasst eine Getriebevorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs angeordneten Antriebsstrang eine erste und zweite elektrische Maschine, eine Antriebswelle, die dazu vorgesehen ist, mit einer Brennkraftmaschine wirkverbunden zu sein, ein Differentialgetriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten und zweiten Abtriebswelle wirkverbunden zu sein, und ein Planetengetriebe, wobei im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe und dem Differentialgetriebe eine Zwischenwelle wirksam angeordnet ist, wobei die beiden elektrischen Maschinen und das Planetengetriebe koaxial zueinander angeordnet sind, und wobei das Planetengetriebe radial und axial innerhalb der ersten elektrischen Maschine angeordnet ist.
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Durch diese Anordnung der elektrischen Maschinen und des koaxial dazu ausgebildeten Planetengetriebes wird ein hoher Kompaktheitsgrad der Getriebevorrichtung erreicht. Ferner wird der Bauraum innerhalb der ersten elektrischen Maschine optimal genutzt.
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Mit anderen Worten wird ein Aufbau einer Getriebevorrichtung mit zwei elektrischen Maschinen für ein Hybridfahrzeug mit quer zu dessen Fahrtrichtung ausgerichtetem Antriebsstrang vorgeschlagen, also mit einer sogenannten Front-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung. Die Getriebevorrichtung umfasst die beiden elektrische Maschinen, mit einem jeweiligen drehfesten Stator und einem jeweiligen drehbaren Rotor sowie einer jeweiligen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorwelle.
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Die Getriebevorrichtung ist dazu eingerichtet, verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und einer koaxial zur Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle des Planetengetriebes bereitzustellen. Das Planetengetriebe weist dazu beispielsweise mehrere Planetenradsätze sowie mehrere damit zusammenwirkende Kupplungen und Schalteinrichtungen auf. Das an der Abtriebswelle des Planetengetriebes anliegende Drehmoment wird über die Zwischenwelle zum Differentialgetriebe übertragen. Mithin ist die Antriebswelle über das Planetengetriebe und der Zwischenwelle mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden, wobei die beiden Abtriebswellen des Differentialgetriebes mit einem jeweiligen Rad des Hybridfahrzeugs wirkverbunden sind.
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Unter einer Wirkverbindung ist zu verstehen, dass zwei Elemente unmittelbar, also direkt miteinander verbunden sind, oder zumindest mittelbar über mindestens ein weiteres dazwischen angeordnetes Element miteinander verbunden sind. Beispielsweise können zwischen zwei Wellen weitere Wellen und/oder Zahnräder wirksam angeordnet sein.
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Bevorzugt ist im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe und dem Differentialgetriebe ein zum Abtrieb vorgesehener Kettentrieb angeordnet, wobei der Kettentrieb ein erstes und zweites Kettenritzel sowie eine dazwischen angeordnete Kette aufweist. Die Kette dient zur Drehmoment- und Drehzahlübertragung zwischen den beiden Kettenritzel. Das erste Kettenritzel ist dazu mit der Abtriebswelle des Planetengetriebes wirkverbunden, wobei das zweite Kettenritzel mit der Zwischenwelle wirkverbunden ist.
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Vorzugsweise ist der Kettentrieb eingangsseitig an der Antriebswelle angrenzend angeordnet. Mithin ist der als Abtrieb vorgesehene Kettentrieb direkt am Getriebeeingang angeordnet. Somit sind der Getriebeeingang sowie der Ausgang des Planetengetriebes in einem gemeinsamen Gehäuseabschnitt der Getriebevorrichtung angeordnet.
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Ferner bevorzugt ist das Differentialgetriebe achsparallel zu den beiden elektrischen Maschinen und zum Planetengetriebe angeordnet sowie radial gestapelt mit der ersten elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe ausgebildet. Durch diese Anordnung des Differentialgetriebes sowie der beiden elektrischen Maschinen und des Planetengetriebes zueinander wird ein hoher Kompaktheitsgrad der Getriebevorrichtung erreicht. In diesem Kontext ist unter dem Begriff „radial gestapelt“ zu verstehen, dass das Differentialgetriebe geschachtelt an einem Außenumfangsabschnitt der ersten elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei das Planetengetriebe am Innenumfang der ersten elektrischen Maschine angeordnet ist.
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Beispielsweise weist das Planetengetriebe einen ersten Planetenradsatz sowie einen Stufenplanetenradsatz auf, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad sowie mehrere an einem ersten Planetenträger drehbar gelagerte erste Planetenräder aufweist, wobei der Stufenplanetenradsatz ein zweites und drittes Sonnenrad, ein zweites Hohlrad sowie mehrere an einem zweiten Planetenträger drehbar gelagerte Stufenplanentenräder aufweist. Die ersten Planetenräder kämmen mit dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad. Ferner weisen die Stufenplanetenräder zwei drehfest miteinander verbundene Zahnräder auf, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das erste Zahnrad kämmt mit dem zweiten Sonnenrad und das zweite Zahnrad kämmt mit dem dritten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad.
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Vorzugsweise ist axial zwischen dem Kettentrieb und der ersten elektrischen Maschine sowie im Leistungsfluss zwischen dem Kettentrieb und dem Differentialgetriebe ein zweiter Planetenradsatz angeordnet, der über die Zwischenwelle mit dem Kettentrieb wirkverbunden ist, wobei der zweite Planetenradsatz ein viertes Sonnenrad, ein drittes Hohlrad sowie mehrere an einem dritten Planetenträger drehbar gelagerte zweite Planetenräder aufweist. Mithin ist der zweite Planetenradsatz nicht im Planetengetriebe angeordnet, sondern im Leistungsfluss zwischen dem Kettentrieb und dem Differentialgetriebe. Die zweiten Planetenräder kämmen mit dem vierten Sonnenrad und dem dritten Hohlrad.
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Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung umfasst eine Getriebevorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs angeordneten Antriebsstrang eine erste und zweite elektrische Maschine, eine Antriebswelle, die dazu vorgesehen ist, mit einer Brennkraftmaschine wirkverbunden zu sein, ein Differentialgetriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten und zweiten Abtriebswelle wirkverbunden zu sein, und ein Planetengetriebe, wobei im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe und dem Differentialgetriebe eine Zwischenwelle wirksam angeordnet ist, wobei die erste elektrische Maschine achsparallel zur zweiten elektrischen Maschine und zum Planetengetriebe sowie radial gestapelt mit dem Planetengetriebe angeordnet ist, wobei ferner die zweite elektrische Maschine koaxial zum Planetengetriebe sowie radial gestapelt mit dem Differentialgetriebe angeordnet ist. Durch diese Anordnung der elektrischen Maschinen, des Planetengetriebes und des Differentialgetriebes wird ein hoher Kompaktheitsgrad erreicht.
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In diesem Kontext ist unter dem Begriff „radial gestapelt“ zu verstehen, dass die erste elektrische Maschine geschachtelt an einem Außenumfangsabschnitt des Planetengetriebes angeordnet ist, und dass das Differentialgetriebe geschachtelt an einem Außenumfangsabschnitt der zweiten elektrischen Maschine angeordnet ist.
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Auch gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung wird ein Aufbau einer Getriebevorrichtung mit zwei elektrischen Maschinen für ein Hybridfahrzeug mit quer zur dessen Fahrtrichtung ausgerichtetem Antriebsstrang vorgeschlagen, also mit einer sogenannten Front-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung. Die Getriebevorrichtung umfasst die beiden achsparallel zueinander angeordneten elektrischen Maschinen, mit einem jeweiligen drehfesten Stator und einem jeweiligen drehbaren Rotor sowie einer jeweiligen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorwelle.
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Die Getriebevorrichtung gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist ebenso dazu eingerichtet, verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und einer koaxial zur Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle des Planetengetriebes bereitzustellen. Das Planetengetriebe weist dazu beispielsweise mehrere Planetenradsätze sowie mehrere damit zusammenwirkende Kupplungen und Schalteinrichtungen auf. Das an der Abtriebswelle des Planetengetriebes anliegende Drehmoment wird über die Zwischenwelle zum Differentialgetriebe übertragen. Mithin ist die Antriebswelle über das Planetengetriebe und der Zwischenwelle mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden, wobei die beiden Abtriebswellen des Differentialgetriebes mit einem jeweiligen Rad des Hybridfahrzeugs wirkverbunden sind.
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Vorzugsweise ist im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe und dem Differentialgetriebe ein zum Abtrieb vorgesehener Kettentrieb angeordnet, wobei der Kettentrieb ein erstes und zweites Kettenritzel sowie eine dazwischen angeordnete Kette aufweist. Die Kette dient zur Drehmoment- und Drehzahlübertragung zwischen den beiden Kettenritzel. Das erste Kettenritzel ist dazu mit der Abtriebswelle des Planetengetriebes wirkverbunden, wobei das zweite Kettenritzel mit der Zwischenwelle wirkverbunden ist.
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Bevorzugt ist im Leistungsfluss zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe ein zum Antrieb vorgesehener Kettentrieb angeordnet, wobei der Kettentrieb ein drittes und viertes Kettenritzel sowie eine dazwischen angeordnete Kette aufweist. Die Kette dient ebenso zur Drehmoment- und Drehzahlübertragung zwischen den beiden Kettenritzel. Das dritte Kettenritzel ist dazu mit der ersten Rotorwelle der ersten elektrischen Maschine wirkverbunden, wobei das vierte Kettenritzel mit einer Eingangswelle des Planetengetriebes wirkverbunden ist. Insbesondere ist die Eingangswelle des Planetengetriebes koaxial zur Antriebswelle und zur Abtriebswelle des Planetengetriebes angeordnet. Alternativ ist es auch denkbar, statt dem zum Antrieb vorgesehenen Kettentrieb eine Stirnradstufe mit Zwischenrad vorzusehen.
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Beispielsweise weist das Planetengetriebe einen ersten und zweiten Planetenradsatz auf, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad sowie mehrere an einem ersten Planetenträger drehbar gelagerte erste Planetenräder aufweist, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, ein zweites Hohlrad sowie mehrere an einem zweiten Planetenträger drehbar gelagerte zweite Planetenräder aufweist. Die ersten Planetenräder kämmen mit dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad. Demgegenüber kämmen die zweiten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad.
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Ferner bevorzugt ist axial zwischen dem Planetengetriebe und der zweiten elektrischen Maschine sowie im Leistungsfluss zwischen dem zum Abtrieb vorgesehenen Kettentrieb und dem Differentialgetriebe ein dritter Planetenradsatz angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz radial gestapelt mit dem zum Antrieb vorgesehenen Kettentrieb angeordnet ist, und wobei der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, ein drittes Hohlrad sowie mehrere an einem dritten Planetenträger drehbar gelagerte dritte Planetenräder aufweist. Mithin ist der dritte Planetenradsatz nicht im Planetengetriebe angeordnet, sondern im Leistungsfluss zwischen dem zum Abtrieb vorgesehenen Kettentrieb und dem Differentialgetriebe. Die dritten Planetenräder kämmen mit dem dritten Sonnenrad und dem dritten Hohlrad.
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Vorzugsweise ist das Differentialgetriebe als Kegelraddifferential ausgebildet und eingangsseitig mit dem dritten Planetenträger wirkverbunden. Die Ausbildung des Differentialgetriebes als Kegelraddifferential ist für beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorteilhaft, um den Kompaktheitsgrad der Getriebevorrichtung zu erhöhen.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zumindest die beiden elektrischen Maschinen, das Differentialgetriebe, das Planetengetriebe und die Zwischenwelle in einem gemeinsamen Getriebegehäuse angeordnet sind. Insbesondere ist das Getriebegehäuse zweiteilig ausgebildet und weist einen Getriebedeckel auf.
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Ferner betrifft die Erfindung auch eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine sowie eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung.
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Im Folgenden werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit Getriebevorrichtung,
- 2 eine schematische Seitenansicht eines Getriebegehäuses für die Getriebevorrichtung gemäß 1,
- 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit Getriebevorrichtung, und
- 4 eine schematische Seitenansicht eines Getriebegehäuses für die Getriebevorrichtung gemäß 3.
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Gemäß 1 umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug eine Brennkraftmaschine 4 sowie eine Getriebevorrichtung 1 mit einer ersten und zweiten elektrischen Maschine 2a, 2b. Die erste elektrische Maschine 2a weist einen ersten drehfesten Stator 20a, einen ersten drehbaren Rotor 20b sowie eine mit dem ersten Rotor 20b drehfest verbundene erste Rotorwelle 20c auf. Demgegenüber weist die zweite elektrische Maschine 2b einen zweiten drehfesten Stator 21a, einen zweiten drehbaren Rotor 21 b sowie eine mit dem zweiten Rotor 21b drehfest verbundene zweite Rotorwelle 21c auf.
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Die Getriebevorrichtung 1 ist für ein quer zur Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs angeordneten Antriebsstrang vorgesehen. Vorliegend ist die Antriebswelle 3 über eine erste Kupplung K1 mit der Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine 4 drehfest verbindbar. Die erste Kupplung K1 weist zumindest eine geöffnete und eine geschlossene Schaltposition auf, wobei in einer geschlossenen Schaltposition die Kurbelwelle 18 und die Antriebswelle 3 drehfest miteinander verbunden sind, und wobei in einer geöffneten Schaltposition die Brennkraftmaschine 4 von der Getriebevorrichtung 1 entkoppelt ist.
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Ferner umfasst die Getriebevorrichtung 1 ein Differentialgetriebe 5, das mit einer ersten und zweiten Abtriebswelle 6a, 6b wirkverbunden ist, und ein Planetengetriebe 7. Im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe 7 und dem Differentialgetriebe 5 ist eine Zwischenwelle 16 wirksam angeordnet. Ferner ist im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe 7 und dem Differentialgetriebe 5 ein zum Abtrieb vorgesehener Kettentrieb 8 angeordnet. Der Kettentrieb 8 umfasst ein erstes und zweites Kettenritzel 8a, 8b sowie eine dazwischen angeordnete Kette 8c, die mit den beiden Kettenritzel 8a, 8b zur Übertragung einer Drehzahl und eines Drehmoments verbunden ist. Der Kettentrieb 8 ist eingangsseitig an der Antriebswelle 3 angrenzend angeordnet. Mithin sind der Getriebeeingang und der Ausgang des Planetengetriebes 7 aneinander angrenzend angeordnet.
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Die beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b und das Planetengetriebe 7 sind koaxial zueinander angeordnet. Das Planetengetriebe 7 ist radial und axial innerhalb der ersten elektrischen Maschine 2a angeordnet und somit sehr kompaktbauend ausgebildet. Ferner ist das Differentialgetriebe 5 achsparallel zu den beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b und zum Planetengetriebe 7 angeordnet. Des Weiteren ist das Differentialgetriebe 5 radial gestapelt mit der ersten elektrischen Maschine 2a und dem Planetengetriebe 7 ausgebildet.
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Das Planetengetriebe 7 umfasst einen ersten Planetenradsatz 9a sowie einen Stufenplanetenradsatz 10. Der erste Planetenradsatz 9a weist ein erstes Sonnenrad 11a, ein erstes Hohlrad 12a sowie mehrere an einem ersten Planetenträger 13a drehbar gelagerte erste Planetenräder 14a auf. Ferner weist der Stufenplanetenradsatz 10 ein zweites und drittes Sonnenrad 11b, 11c, ein zweites Hohlrad 12b sowie mehrere an einem zweiten Planetenträger 13b drehbar gelagerte Stufenplanentenräder 15 auf, wobei jedes Stufenplanetenrad 15 aus einem ersten und zweiten drehfest miteinander verbundenen Zahnrad 15a, 15b besteht. Das erste Zahnrad 15a kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 11b und das zweite Zahnrad 15b kämmt mit dem dritten Sonnenrad 11c und dem zweiten Hohlrad 12b. Das zweite Hohlrad 12b ist über eine als Bremse ausgebildete zweite Kupplung K2 stationär festlegbar. Mit anderen Worten ist das zweite Hohlrad 12b bei geschlossener zweiten Kupplung K2 gehäusefest ausgebildet und bei geöffneter zweiten Kupplung K2 frei drehbar.
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Das dritte Sonnenrad 11c ist über eine erste Schalteinrichtung S1 gemäß einer ersten Schaltposition A drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden, gemäß einer zweiten Schaltposition B neutral geschaltet und somit frei drehbar, und gemäß einer dritten Schaltposition C gehäusefest. Die Antriebswelle 3 ist drehfest mit der zweiten Rotorwelle 21c der zweiten elektrischen Maschine 2b verbunden. Ferner ist die zweite Antriebswelle 3 über eine zweite Schalteinrichtung S2 gemäß einer ersten Schaltposition A drehfest mit dem ersten und zweiten Sonnenrad 11a, 11b verbunden, gemäß einer zweiten Schaltposition B neutral geschaltet und somit frei drehbar, und gemäß einer dritten Schaltposition C drehfest mit der ersten Rotorwelle 20c und dem ersten Planetenträger 13a verbunden.
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Die erste Rotorwelle 20c ist drehfest mit dem ersten Planetenträger 13a verbunden. Das erste Sonnenrad 11a ist drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 11b verbunden. Ferner ist das erste Hohlrad 12a drehfest mit dem zweiten Planententräger 13b verbunden, wobei der zweite Planetenträger 13b drehfest mit dem ersten Kettenritzel 8a verbunden ist.
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Ein zweiter Planetenradsatz 9b ist axial zwischen dem Kettentrieb 8 und der ersten elektrischen Maschine 2a sowie im Leistungsfluss zwischen dem Kettentrieb 8 und dem Differentialgetriebe 5 angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 9b ist über die Zwischenwelle 16 mit dem Kettentrieb 8 wirkverbunden. Der zweite Planetenradsatz 9b weist ein viertes Sonnenrad 11d, ein drittes Hohlrad 12c sowie mehrere an einem dritten Planetenträger 13c drehbar gelagerte zweite Planetenräder 14b auf. Das vierte Sonnenrad 11d ist ebenso wie das zweite Kettenritzel 8b drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden, wobei die Zwischenwelle 16 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 6a axial durch die Zwischenwelle 16 geführt ist. Das dritte Hohlrad 12c ist gehäusefest ausgebildet. Das Differentialgetriebe 5 ist als Kegelraddifferential ausgebildet und eingangsseitig mit dem dritten Planetenträger 13b wirkverbunden.
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Gemäß 2 ist ein Getriebegehäuse 19 für die Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 seitlich dargestellt. 2 zeigt die Anordnung der ersten elektrischen Maschine 2a zum Planetengetriebe 7 und zum Differentialgetriebe 5. Die Ansicht entspricht einer Ebene, welche sich durch die Fahrtrichtung und einer Hochachse des Hybridfahrzeugs ergibt. Die Anbindung des Planetengetriebes 7 am Differentialgetriebe 5 erfolgt über die beiden Kettenritzel 8a, 8b sowie die damit zusammenwirkende Kette 8c. Das erste Kettenritzel 8a ist koaxial zu dem Planetengetriebe 7 und zu der ersten elektrischen Maschine 2a ausgebildet. Ferner ist das zweite Kettenritzel 8a koaxial zu dem Differentialgetriebe 5 ausgebildet. Das Bezugszeichen 20a ist an dem Außenumfang des ersten Stators 20a angeordnet. Das Bezugszeichen 20b ist an dem Innenumfang des ersten Rotors 20b angeordnet. Ferner ist das Bezugszeichen 7 an dem Außenumfang des Planetengetriebes 7 angeordnet, wobei das Planetengetriebe 7 koaxial zur ersten elektrischen Maschine 2a angeordnet ist, und wobei das Planetengetriebe 7 radial und axial innerhalb der ersten elektrischen Maschine 2a ausgebildet ist. Bezugszeichen 5 ist an dem Außenumfang des Differentialgetriebes 5 angeordnet. Das Differentialgetriebe 5 ist achsparallel zu der ersten elektrischen Maschine 2a und zu dem Planetengetriebe 7 angeordnet. Ferner ist das Differentialgetriebe 5 radial gestapelt mit der ersten elektrischen Maschine 2a und dem Planetengetriebe 7 ausgebildet.
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Nach 3 umfasst eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug eine Brennkraftmaschine 4 sowie eine Getriebevorrichtung 1 mit einer ersten und zweiten elektrischen Maschine 2a, 2b, die achsparallel zueinander ausgebildet sind. Die erste elektrische Maschine 2a weist einen ersten drehfesten Stator 20a, einen ersten drehbaren Rotor 20b sowie eine mit dem ersten Rotor 20b drehfest verbundene erste Rotorwelle 20c auf. Demgegenüber weist die zweite elektrische Maschine 2b einen zweiten drehfesten Stator 21a, einen zweiten drehbaren Rotor 21b sowie eine mit dem zweiten Rotor 21b drehfest verbundene zweite Rotorwelle 21c auf.
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Die Getriebevorrichtung 1 ist für ein quer zur Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs angeordneten Antriebsstrang vorgesehen. Vorliegend ist die Antriebswelle 3 über eine erste Kupplung K1 mit der Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine 4 drehfest verbindbar. Die erste Kupplung K1 weist zumindest eine geöffnete und eine geschlossene Schaltposition auf, wobei in einer geschlossenen Schaltposition die Kurbelwelle 18 und die Antriebswelle 3 drehfest miteinander verbunden sind, und wobei in einer geöffneten Schaltposition die Brennkraftmaschine 4 von der Getriebevorrichtung 1 entkoppelt ist. Ferner ist die Antriebswelle 3 drehfest mit der zweiten Rotorwelle 21c verbunden.
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Des Weiteren umfasst die Getriebevorrichtung 1 ein Differentialgetriebe 5, das mit einer ersten und zweiten Abtriebswelle 6a, 6b wirkverbunden ist, und ein Planetengetriebe 7. Im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe 7 und dem Differentialgetriebe 5 ist eine Zwischenwelle 16 wirksam angeordnet. Ferner ist im Leistungsfluss zwischen dem Planetengetriebe 7 und dem Differentialgetriebe 5 ein zum Abtrieb vorgesehener Kettentrieb 8 angeordnet. Der Kettentrieb 8 umfasst ein erstes und zweites Kettenritzel 8a, 8b sowie eine dazwischen angeordnete Kette 8c, die mit den beiden Kettenritzel 8a, 8b zur Übertragung einer Drehzahl und eines Drehmoments verbunden ist. Der Kettentrieb 8 ist eingangsseitig an der Antriebswelle 3 angrenzend angeordnet. Mithin sind der Getriebeeingang und der Ausgang des Planetengetriebes 7 aneinander angrenzend angeordnet.
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Ferner ist im Leistungsfluss zwischen der ersten elektrischen Maschine 2a und dem Planetengetriebe 7 ein zum Antrieb vorgesehener Kettentrieb 17 angeordnet. Der zum Antrieb vorgesehene Kettentrieb 17 umfasst ein drittes und viertes Kettenritzel 17a, 17b sowie eine dazwischen angeordnete Kette 17c auf. Alternativ ist es auch denkbar, statt dem zum Antrieb vorgesehenen Kettentrieb 17 eine Stirnradstufe vorzusehen.
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Die erste elektrische Maschine 2a ist achsparallel zur zweiten elektrischen Maschine 2b und zum Planetengetriebe 7 ausgebildet. Ferner ist die erste elektrische Maschine radial gestapelt mit dem Planetengetriebe 7 angeordnet. Die zweite elektrische Maschine 2b ist koaxial zum Planetengetriebe 7 sowie radial gestapelt mit dem Differentialgetriebe 5 angeordnet und somit sehr kompaktbauend ausgebildet.
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Das Planetengetriebe 7 umfasst einen ersten und zweiten Planetenradsatz 9a, 9b. Der erste Planetenradsatz 9a umfasst ein erstes Sonnenrad 11a, ein erstes Hohlrad 12a sowie mehrere an einem ersten Planetenträger 13a drehbar gelagerte erste Planetenräder 14a. Ferner umfasst der zweite Planetenradsatz 9b ein zweites Sonnenrad 11b, ein zweites Hohlrad 12b sowie mehrere an einem zweiten Planetenträger 13b drehbar gelagerte zweite Planetenräder 14b.
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Die Antriebswelle 3 ist über eine erste Schalteinrichtung S1 gemäß einer ersten Schaltposition A drehfest mit dem ersten Planetenträger 13a verbunden, gemäß einer zweiten Schaltposition B neutral geschaltet und somit frei drehbar, und gemäß einer dritten Schaltposition C drehfest mit dem ersten Sonnenrad 11 a verbunden. Ferner ist die Antriebswelle 3 über eine zweite Schalteinrichtung S2 gemäß einer ersten Schaltposition A drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 11b verbunden, gemäß einer zweiten Schaltposition B neutral geschaltet und somit frei drehbar, und gemäß einer dritten Schaltposition C drehfest mit dem zweiten Planetenträger 13b, dem ersten Hohlrad 12a und dem dritten Kettenritzel 17a verbunden. Des Weiteren ist eine dritte Schalteinrichtung S3 vorgesehen, wobei das erste Sonnenrad 11 a über die dritte Schalteinrichtung S3 gemäß einer ersten Schaltposition A mit dem ersten Planetenträger 13a, dem zweiten Hohlrad 12b und dem ersten Kettenritzel 8a drehfest verbunden ist, gemäß einer zweiten Schaltposition B neutral geschaltet und somit frei drehbar ist, und gemäß einer dritten Schaltposition C gehäusefest ist.
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Das zweite Sonnenrad 11b ist über eine als Bremse ausgebildete zweite Kupplung K2 stationär festlegbar. Mit anderen Worten ist das zweite Hohlrad 12b bei geschlossener zweiten Kupplung K2 gehäusefest ausgebildet und bei geöffneter zweiten Kupplung K2 frei drehbar.
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Ein dritter Planetenradsatz 9c ist axial zwischen dem Planetengetriebe 7 und der zweiten elektrischen Maschine 2b sowie im Leistungsfluss zwischen dem zum Abtrieb vorgesehenen Kettentrieb 8 und dem Differentialgetriebe 5 angeordnet. Der dritte Planetenradsatz 9c ist radial gestapelt mit dem zum Antrieb vorgesehenen Kettentrieb 17 angeordnet und über die Zwischenwelle 16 mit dem Kettentrieb 8 wirkverbunden. Der dritte Planetenradsatz 9c weist ein drittes Sonnenrad 11c, ein drittes Hohlrad 12c sowie mehrere an einem dritten Planetenträger 13c drehbar gelagerte dritte Planetenräder 14c auf. Das dritte Sonnenrad 11c ist ebenso wie das zweite Kettenritzel 8b drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden, wobei die Zwischenwelle 16 als Hohlwelle ausgebildet ist und die zweite Abtriebswelle 6b axial durch die Zwischenwelle 16 geführt ist. Das dritte Hohlrad 12c ist gehäusefest ausgebildet. Das Differentialgetriebe 5 ist als Kegelraddifferential ausgebildet und eingangsseitig mit dem dritten Planetenträger 13b wirkverbunden.
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Gemäß 4 ist ein Getriebegehäuse 19 für die Getriebevorrichtung 1 gemäß 3 seitlich dargestellt. 4 zeigt die Anordnung der ersten und zweiten elektrischen Maschine 2a, 2b zum Planetengetriebe 7 und zum Differentialgetriebe 5. Die Ansicht entspricht einer Ebene, welche sich durch die Fahrtrichtung und einer Hochachse des Hybridfahrzeugs ergibt. Die Anbindung des Planetengetriebes 7 am Differentialgetriebe 5 erfolgt über die beiden Kettenritzel 8a, 8b sowie die damit zusammenwirkende Kette 8c. Das erste Kettenritzel 8a ist koaxial zu dem Planetengetriebe 7 und zu der zweiten elektrischen Maschine 2b ausgebildet. Ferner ist das zweite Kettenritzel 8a koaxial zu dem Differentialgetriebe 5 ausgebildet. Das Bezugszeichen 20a ist an dem Außenumfang des ersten Stators 20a angeordnet. Das Bezugszeichen 21a ist an dem Außenumfang des zweiten Stators 21a angeordnet. Ferner ist das Bezugszeichen 7 an dem Außenumfang des Planetengetriebes 7 angeordnet, wobei das Planetengetriebe 7 koaxial zur zweiten elektrischen Maschine 2b angeordnet ist. Die erste elektrische Maschine 2a ist achsparallel zur zweiten elektrischen Maschine 2b und zum Planetengetriebe 7 angeordnet. Ferner ist die erste elektrische Maschine 2a radial gestapelt mit dem Planetengetriebe 7 angeordnet. Bezugszeichen 5 ist an dem Außenumfang des Differentialgetriebes 5 angeordnet. Das Differentialgetriebe 5 ist achsparallel zu der ersten und zweiten elektrischen Maschine 2a sowie zu dem Planetengetriebe 7 angeordnet. Ferner ist das Differentialgetriebe 5 radial gestapelt mit der zweiten elektrischen Maschine 2b ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2a
- erste elektrische Maschine
- 2b
- zweite elektrische Maschine
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Brennkraftmaschine
- 5
- Differentialgetriebe
- 6a
- erste Abtriebswelle
- 6b
- zweite Abtriebswelle
- 7
- Planetengetriebe
- 8
- Kettentrieb
- 8a
- erstes Kettenritzel
- 8b
- zweites Kettenritzel
- 8c
- Kette
- 9a
- erster Planetenradsatz
- 9b
- zweiter Planetenradsatz
- 9c
- dritter Planetenradsatz
- 10
- Stufenplanetenradsatz
- 11a
- erstes Sonnenrad
- 11b
- zweites Sonnenrad
- 11c
- drittes Sonnenrad
- 11d
- viertes Sonnenrad
- 12a
- erstes Hohlrad
- 12b
- zweites Hohlrad
- 12c
- drittes Hohlrad
- 13a
- erster Planetenträger
- 13b
- zweiter Planetenträger
- 13c
- dritter Planetenträger
- 14a
- erstes Planetenrad
- 14b
- zweites Planetenrad
- 14c
- drittes Planetenrad
- 15
- Stufenplanentenrad
- 15a
- erstes Zahnrad
- 15b
- zweites Zahnrad
- 16
- Zwischenwelle
- 17
- Kettentrieb
- 17a
- erstes Kettenritzel
- 17b
- zweites Kettenritzel
- 17c
- Kette
- 18
- Kurbelwelle
- 19
- Getriebegehäuse
- 20a
- erster Stator
- 20b
- erster Rotor
- 20c
- erste Rotorwelle
- 21a
- zweiter Stator
- 21b
- zweiter Rotor
- 21c
- zweite Rotorwelle
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- S1
- erstes Schaltelement
- S2
- zweites Schaltelement
- S3
- drittes Schaltelement
- A
- erste Schaltposition
- B
- zweite Schaltposition
- C
- dritte Schaltposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017201894 A1 [0002]
