DE102018219653A1 - Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Getriebeanordnung (21) für ein Kraftfahrzeug (20) mit einem Verbrennungsmotor (VM) und zumindest einer elektrischen Maschine (EM) als Antrieb vorgeschlagen, wobei die elektrische Maschine (EM) über einen Radsatz (6) mit konstantem Übersetzungsverhältnis mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) wirkverbunden ist, wobei der hydrodynamische Drehmomentwandler (1) mit einem Übersetzungsgetriebe (2) wirkverbunden verbunden ist, wobei der Verbrennungsmotor (VM) über ein Schaltelement (K0) mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) wirkverbindbar ist, wobei die elektrische Maschine (EM) mit dem Radsatz (6) und dem Schaltelement (K0) sowie dem Drehmomentwandler (1) in einem Nassraumbereich (7) eines Getriebegehäuses (8) angeordnet sind und wobei der Radsatz (6) axial gesehen und in Kraftflussrichtung vor dem Schaltelement (K0) angeordnet ist. Ferner wird ein Fahrzeug (20) mit der Getriebeanordnung (21) vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und zumindest einer elektrischen Maschine als Antrieb. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2015 226 678 A1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine bekannt. Ein Rotor der elektrischen Maschine steht über einen Planetenradsatz als Vorübersetzung mit einem nachgeschalteten Übersetzungsgetriebe in Wirkverbindung. Über ein Schaltelement kann der Verbrennungsmotor mit dem Übersetzungsgetriebe verbunden oder von diesem entkoppelt werden. Ein hydrodynamischer Drehmomentwandler ist bei dem Getriebe nicht vorgesehen. Die Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine erfolgt ausschließlich über eine bauraumaufwändige gehäuseseitige Stützachse.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung und ein Fahrzeug der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei denen eine vorübersetzte elektrische Maschine und ein Verbrennungsmotor sowie ein Drehmomentwandler bauraumgünstig in dem Getriebegehäuse angeordnet sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 11 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
  • Somit wird eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und zumindest einer elektrischen Maschine als Antrieb vorgeschlagen, wobei die elektrische Maschine über einen Radsatz oder dergleichen mit konstantem Übersetzungsverhältnis als Vorübersetzung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler wirkverbunden ist, wobei der hydrodynamische Drehmomentwandler mit einem Übersetzungsgetriebe beliebiger Art wirkverbunden ist. Der Verbrennungsmotor ist über ein Schaltelement mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler wirkverbindbar, damit ein Parallelhybridgetriebemodul realisiert wird. Die elektrische Maschine mit dem Radsatz und das Schaltelement sowie der Drehmomentwandler sind in einem vorzugsweise gemeinsamen Nassraumbereich bzw. Ölraumbereich eines Getriebegehäuses angeordnet, wobei der Radsatz axial gesehen bzw. in Kraftflussrichtung vor dem Schaltelement angeordnet ist.
  • Unter dem Begriff wirkverbunden bzw. wirkverbindbar wird verstanden, dass die Bauteile direkt oder über weitere Bauteile indirekt miteinander verbunden oder verbindbar sind.
  • Mit der vorübersetzten elektrischen Maschine bei der vorgeschlagenen Getriebeanordnung wird ein ausgeglichenes Gesamtantriebsmoment bezogen auf das elektrische Antriebsmoment der elektrischen Maschine und auf das verbrennungsmotorische Antriebsmoment gewährleistet. Zudem wird eine bauraumoptimierte Anordnungsmöglichkeit verwirklicht. Dadurch, dass die elektrische Maschine mit dem Radsatz und das Schaltelement sowie der Drehmomentwandler in einem gemeinsamen Nassraumbereich des Getriebegehäuses angeordnet sind, ergeben sich auch deutlich vereinfachte Kühl- und Schmierölbedingungen bei der vorgeschlagenen Getriebeanordnung. Durch die vorgeschlagene Reihenfolge von Radsatz und Schaltelement kann die Vorübersetzung eine gewünschte Drehmomenterhöhung bei dem elektrischen Antriebsmoment erreichen.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltelement axial gesehen zwischen dem Radsatz und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler im Nassraumbereich angeordnet sind. Somit wird einerseits eine besonders bauraumsparende Anordnung ermöglicht und andererseits ein Radsatz als Vorübersetzung ausschließlich für das elektrische Antriebsmoment realisiert. Zudem kann die elektrische Maschine quasi koaxial im radial äußeren Umfangsbereich in dem Nassraumbereich des Getriebegehäuses platzsparend angeordnet werden.
  • Um bei der vorgeschlagenen Getriebeanordnung eine besonders bauraumoptimierte Lagerung insbesondere des Rotors der elektrischen Maschine zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine abtriebsseitig über ein erstes Lagerschild auf einer Zentralnabe und antriebsseitig über die Bauteile des Radsatzes gelagert ist. Diese Ausführung zeichnet sich durch ihre besonders konstruktiv einfache Gestaltung aus.
  • Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung ist es möglich, dass zur Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine abtriebsseitig ebenfalls das erste Lagerschild auf der Zentralnabe gelagert ist. Jedoch antriebsseitig ist der Rotor der elektrischen Maschine über ein zweites Lagerschild getriebegehäuseseitig gelagert. Bei dieser Ausführung wird die Lagerung ohne die Abstützung auf dem Radsatz realisiert, welches eine besonders ausgeglichene und stabile Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine ermöglicht.
  • Die für die Lagerung vorgesehene Zentralnabe kann beispielsweise koaxial zu einer Eingangswelle des Übersetzungsgetriebes angeordnet sein und auf dieser gelagert sein. Da die Zentralnabe zur Lagerung weiterer Bauteile bereits vorhanden ist, kann diese ohne zusätzlichen Bauteilaufwand auch für die Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Als Radsatz mit konstantem Übersetzungsverhältnis kann vorzugsweise ein Planetenradsatz oder dergleichen verwendet werden. Somit wird unter dem Begriff Radsatz als Vorübersetzung verstanden, dass ein Radsatz mit konstanter Übersetzung für den elektrischen Antrieb realisiert wird.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass auch ein Fahrzeug mit der vorbeschriebenen Getriebeanordnung beansprucht wird. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile der Erfindung.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung;
    • 2 eine geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsvariante der Getriebeanordnung;
    • 3 eine geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Getriebeanordnung; und
    • 4 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit der Getriebeanordnung.
  • In den 1 bis 3 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung 21 für ein Kraftfahrzeug 20 lediglich beispielhaft dargestellt.
  • Die Getriebeanordnung 21 umfasst einen Verbrennungsmotor VM und eine elektrische Maschinen EM als Antrieb. Die elektrische Maschine EM kann sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden. Die elektrische Maschine EM ist über einen Radsatz 6 mit konstantem Übersetzungsverhältnis als Vorübersetzung, der beispielhaft als Planetenradsatz ausgeführt ist, mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 wirkverbunden. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 ist nachfolgend mit einem Übersetzungsgetriebe 2 wirkverbunden. Das Übersetzungsgetriebe 2 kann als beliebiges Getriebe, wie zum Beispiel als Automatikgetriebe oder dergleichen, ausgeführt sein.
  • Der Verbrennungsmotor VM ist über ein Schaltelement K0 mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 wirkverbindbar. Dies bedeutet, dass der Verbrennungsmotor VM bei geschlossenem Schaltelement K0 ein entsprechendes Antriebsmoment auf den Drehmomentwandler 1 und damit auf das Übersetzungsgetriebe 2 überträgt. Das verbrennungsmotorische Antriebsmoment kann durch ein entsprechendes elektrisches Antriebsmoment der vorübersetzten elektrischen Maschine EM ergänzt werden. Ferner ist es möglich, dass der Verbrennungsmotor VM zum Beispiel bei rein elektrischem Antrieb von dem Drehmomentwandler 1 entkoppelbar ist, indem das Schaltelement K0 geöffnet wird. Auf diese Weise wird ein Parallelhybridgetriebemodul bei der vorgeschlagenen Getriebeanordnung 21 realisiert.
  • Als Schaltelement K0 kann jedes beliebige Schaltelement vorgesehen sein. Vorzugsweise kann eine Reibschaltkupplung mit einem Außenlamellenträger 4 und einem Innenlamellenträger 5 eingesetzt werden, wobei der Innenlamellenträger 5 beispielsweise mit dem Verbrennungsmotor VM und der Außenlamellenträger 4 mit dem Radsatz 6 der elektrischen Maschine EM wirkverbunden ist.
  • Wie insbesondere aus der schematischen Darstellung gemäß 1 hervorgeht, ist die elektrische Maschine EM mit dem Radsatz 6 und dem Schaltelement K0 sowie dem Drehmomentwandler 1 in einem gemeinsamen Nassraumbereich 7 eines Getriebegehäuses 8 angeordnet, wobei der Radsatz 6 axial gesehen und in Kraftflussrichtung vor dem Schaltelement K0 angeordnet ist. Demzufolge ist der Radsatz 6 räumlich gesehen und auch funktional vor dem Schaltelement K0 angeordnet.
  • Um bei der vorgeschlagenen räumlichen Anordnung eine optimierte Lagerung eines Rotors 9 der elektrischen Maschine EM zu realisieren, sind zwei mögliche Ausführungsvarianten beispielhaft in 2 und 3 dargestellt, wobei in 2 eine erste Ausführungsvariante der Getriebeanordnung 21 mit einer Lagerausführung des Rotors 9 der elektrischen Maschine EM und in 2 eine zweite Ausführungsvariante mit einer weiteren Lagerausführung des Rotors 9 der elektrischen Maschine EM gezeigt sind.
  • Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass der Rotor 9 der elektrischen Maschine EM mit einem Hohlrad 10 des Planetenradsatzes als Radsatz 6 wirkverbunden ist. Ein Sonnenrad 11 des Planetenradsatzes ist mit dem Getriebegehäuse 8 wirkverbunden, während ein Planetenradträger 12 des Planetenradsatzes mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 wirkverbunden ist. Das als Kupplung ausgeführte Schaltelement K0 ist über den Innenlamellenträger 5 mit dem Verbrennungsmotor VM wirkverbunden, wobei die Wirkverbindung zwischen dem Innenlamellenträger 5 und dem Verbrennungsmotor VM einen Schwingungsdämpfer 19 umfasst, der beispielhaft außerhalb des Nassraumes 7 des Getriebegehäuses 8 angeordnet ist.
  • 2 zeigt die erste Ausführungsvariante für die Lagerung des Rotors 9 der Getriebeanordnung 21, bei der der Rotor 9 der elektrischen Maschine EM abtriebsseitig über ein erstes Lagerschild 13 auf einer Zentralnabe 14 und antriebsseitig über den Planetenradsatz als Radsatz 6 gelagert ist. Zur Lagerung über den Planetenradsatz ist der Rotor 9 über das Hohlrad 10 des Planetenradsatzes abgestützt.
  • In 3 ist die zweite Ausführungsvariante für die Lagerung des Rotors 9 der Getriebeanordnung 21 gezeigt, bei der der Rotor 9 der elektrischen Maschine EM abtriebsseitig über das erste Lagerschild 13 auf der Zentralnabe 14 und antriebsseitig über ein zweites Lagerschild 15 an dem Getriebegehäuse 8 gelagert ist. Das zweite Lagerschild 15 ist über ein Getriebegehäuselagerschild 16 an dem Getriebegehäuse 8 abgestützt.
  • Das erste Lagerschild 13 ist axial zwischen dem zentralnabenseitig gelagerten Außenlamellenträger 4 der Reibschaltkupplung K0 und einem zentralnabenseitig gelagerten Drehmomentwandlergehäuse 17 des Drehmomentwandlers 1 bauraumgünstig angeordnet. Die Zentralnabe 14 ist koaxial zu einer Eingangswelle 18 des Übersetzungsgetriebes 2 angeordnet und auf dieser gelagert.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges bzw. Kraftfahrzeuges 20 mit der vorbeschriebenen Getriebeanordnung 21.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drehmomentwandler
    2
    Übersetzungsgetriebe
    K0
    Schaltelement bzw. Reibschaltelement als Kupplung
    4
    Außenlamellenträger
    5
    Innenlamellenträger
    6
    Radsatz mit konstantem Übersetzungsverhältnis als Vorübersetzung
    7
    Nassraumbereich
    8
    Getriebegehäuse
    9
    Rotor
    10
    Hohlrad
    11
    Sonnenrad
    12
    Planetenradträger
    13
    erstes Lagerschild
    14
    Zentralnabe
    15
    zweites Lagerschild
    16
    Getriebegehäuselagerschild
    17
    Drehmomentwandlergehäuse
    18
    Eingangswelle des Übersetzungsgetriebes
    19
    Schwingungsdämpfer
    20
    Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug
    21
    Getriebeanordnung
    EM
    elektrische Maschine
    VM
    Verbrennungsmotor bzw. Brennkraftmaschine
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015226678 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Getriebeanordnung (21) für ein Kraftfahrzeug (20) mit einem Verbrennungsmotor (VM) und zumindest einer elektrischen Maschine (EM) als Antrieb, wobei die elektrische Maschine (EM) über einen Radsatz (6) mit konstantem Übersetzungsverhältnis mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) wirkverbunden ist, wobei der hydrodynamische Drehmomentwandler (1) mit einem Übersetzungsgetriebe (2) wirkverbunden ist, wobei der Verbrennungsmotor (VM) über ein Schaltelement (K0) mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) wirkverbindbar ist, wobei die elektrische Maschine (EM) mit dem Radsatz (6) und das Schaltelement (K0) sowie der Drehmomentwandler (1) in einem Nassraumbereich (7) eines Getriebegehäuses (8) angeordnet sind und wobei der Radsatz (6) in Kraftflussrichtung vor dem Schaltelement (K0) angeordnet ist.
  2. Getriebeanordnung (21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (K0) axial gesehen zwischen dem Radsatz (6) und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) in dem Nassraumbereich (7) angeordnet ist.
  3. Getriebeanordnung (21) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (9) der elektrischen Maschine (EM) zur abtriebsseitigen Lagerung über ein erstes Lagerschild (13) auf einer Zentralnabe (14) und zur antriebsseitigen Lagerung über den Radsatz (6) gelagert ist.
  4. Getriebeanordnung (21) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (9) der elektrischen Maschine (EM) zur abtriebsseitigen Lagerung über das erste Lagerschild (13) auf der Zentralnabe (14) und zur antriebsseitigen Lagerung über ein zweites Lagerschild (15) gelagert ist.
  5. Getriebeanordnung (21) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerschild (13) axial zwischen einem zentralnabenseitig gelagerten Außenlamellenträger (4) des Schaltelementes (K0) und einem zentralnabenseitig gelagerten Drehmomentwandlergehäuse (17) angeordnet ist.
  6. Getriebeanordnung (21) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralnabe (14) koaxial zu einer Eingangswelle (18) des Übersetzungsbetriebes (2) angeordnet und auf dieser gelagert ist.
  7. Getriebeanordnung (21) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerschild (15) auf einem Getriebegehäuselagerschild (16) gelagert ist.
  8. Getriebeanordnung (21) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radsatz (6) als Planetenradsatz ausgeführt ist.
  9. Getriebeanordnung (21) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (9) der elektrischen Maschine (EM) mit einem Hohlrad (10) des Planetenradsatzes wirkverbunden ist, dass ein Sonnenrad (11) des Planetenradsatzes mit dem Getriebegehäuse (8) wirkverbunden ist, dass ein Planetenradträger (12) des Planetenradsatzes mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) wirkverbunden ist.
  10. Getriebeanordnung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parallelhybrid-Getriebeanordnung vorgesehen ist.
  11. Fahrzeug (20) mit einer Getriebeanordnung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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