DE102019104522A1 - Hybrid gear unit with two planetary gear sets and power split; Powertrain and motor vehicle - Google Patents

Hybrid gear unit with two planetary gear sets and power split; Powertrain and motor vehicle Download PDF

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Laurent Bayoux
Matthieu Rihn
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), mit einem Planetengetriebe (3), wobei das Planetengetriebe (3) mit einem ersten Planetenradsatz (4) und einem zweiten Planetenradsatz (5) ausgestattet ist, zwei elektrischen Maschinen (6a, 6b), wobei eine erste elektrische Maschine (6a) mit einem ersten Sonnenrad (7), das sich mit dem ersten Planetenradsatz (4) in Zahneingriff befindet, gekoppelt ist, sowie mehreren, jeweils eine Bremse oder eine Kupplung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellungen verstellbaren Schalteinrichtungen (8, 9, 10, 11), wobei die Schalteinrichtungen (8, 9, 10, 11) zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen einem mit einem Verbrennungsmotor (12) koppelbaren Eingang (13) sowie einem Ausgang (14) und/oder zwischen der ersten elektrischen Maschine (6a) sowie dem Ausgang (14) wirkend eingesetzt sind, wobei die erste elektrische Maschine (6a) derart angeordnet ist, dass in der aktivierten Stellung zumindest einer Schalteinrichtung (9) die zumindest eine Schalteinrichtung (9) zum rotatorischen Koppeln des Eingangs (13) mit einem den ersten Planetenradsatz (4) aufnehmenden ersten Planetenträger (15) dient, sodass bei einem Ansteuern der ersten elektrischen Maschine (6a) als Generator ein Betriebszustand zur Erzeugung einer variabel einstellbaren Getriebeübersetzung umsetzbar ist. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (20) sowie ein Kraftfahrzeug (2).The invention relates to a gear unit (1) for a hybrid motor vehicle (2), with a planetary gear (3), the planetary gear (3) being equipped with a first planetary gear set (4) and a second planetary gear set (5), two electrical machines ( 6a, 6b), a first electrical machine (6a) being coupled to a first sun gear (7), which is in meshing engagement with the first planetary gear set (4), and several, each forming a brake or a clutch and between one activated position and a deactivated positions adjustable switching devices (8, 9, 10, 11), the switching devices (8, 9, 10, 11) for switching different gear ratios between an input (13) which can be coupled to an internal combustion engine (12) and an output (14) and / or between the first electrical machine (6a) and the output (14), the first electrical machine (6a) being arranged such that in the activated position of at least one switching device (9) which serves at least one switching device (9) for rotational coupling of the input (13) to a first planet carrier (15) receiving the first planetary gear set (4), so that when the first electrical machine (6a) is activated an operating state for generating a variably adjustable gear ratio can be implemented as a generator. The invention also relates to a drive train (20) and a motor vehicle (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (auch als (dediziertes) Hybridgetriebe bezeichnet) für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einem Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz ausgestattet ist, zwei elektrischen Maschinen, wobei eine erste elektrische Maschine mit einem ersten Sonnenrad, das sich mit dem ersten Planetenradsatz in Zahneingriff befindet, gekoppelt ist, sowie mehreren, jeweils eine Bremse oder eine Kupplung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellungen verstellbaren Schalteinrichtungen, wobei die Schalteinrichtungen zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen einem mit einem Verbrennungsmotor koppelbaren Eingang sowie einem Ausgang und/oder zwischen der ersten elektrischen Maschine sowie dem Ausgang wirkend eingesetzt sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a transmission unit (also referred to as a (dedicated) hybrid transmission) for a hybrid motor vehicle, with a planetary gear, the planetary gear being equipped with a first planetary gear set and a second planetary gear set, two electric machines, a first electric machine with a first sun gear , which is in meshing engagement with the first planetary gear set, and a plurality of switching devices, each forming a brake or a clutch and adjustable between an activated position and a deactivated position, the switching devices for switching different gear ratios between an input that can be coupled to an internal combustion engine as well as an output and / or between the first electrical machine and the output. The invention further relates to a drive train and a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene gattungsgemäße Ausführungen von Hybridgetrieben realisiert. Beispielsweise ist mit der US 2018/0194214 A1 eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug offenbart. Hierdurch wird ein sogenannter 1-Modus-Powersplit-Hybride eingeführt, der es ermöglicht auch vier Stufengänge durch zusätzliche Kupplungen zu erreichen.Various generic designs of hybrid transmissions have already been implemented from the prior art. For example, with the US 2018/0194214 A1 discloses a drive device for a hybrid vehicle. In this way, a so-called 1-mode power split hybrid is introduced, which also enables four gear ratios to be achieved using additional clutches.

Weiterer Stand der Technik ist mit der EP 3 072 723 B1 , der EP 2 934 929 B1 und der US 9 586 468 B2 bekannt.Another state of the art is with the EP 3 072 723 B1 , of the EP 2 934 929 B1 and the US 9 586 468 B2 known.

Als Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass die bekannten Getriebeeinheiten häufig einen relativ komplexen Aufbau aufweisen, was an der relativ hohen Anzahl an vorhandener Schalteinrichtungen liegt. Dies bringt einen erhöhten Herstell- und Montageaufwand sowie einen erhöhten Bauraumbedarf mit sich. Gewisse Anordnungen der Getriebeeinheit relativ zu einem Verbrennungsmotor des jeweiligen Kraftfahrzeuges lassen sich daher nicht oder nur relativ schwierig umsetzen.A disadvantage of the designs known from the prior art has been found, however, that the known gear units often have a relatively complex structure, which is due to the relatively high number of switching devices available. This entails increased manufacturing and assembly costs and an increased space requirement. Certain arrangements of the gear unit relative to an internal combustion engine of the respective motor vehicle can therefore not be implemented or can only be implemented with relatively difficulty.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine hybride Getriebeeinheit zur Verfügung zu stellen, die einen möglichst einfachen Aufbau und eine vielseitige Einsetzbarkeit aufweist und kompakt umgesetzt ist.It is therefore the object of the present invention to remedy the disadvantages known from the prior art and, in particular, to provide a hybrid transmission unit which is as simple as possible in construction and versatile in use and is implemented in a compact manner.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste elektrische Maschine derart angeordnet ist, dass in der aktivierten Stellung zumindest einer Schalteinrichtung die zumindest eine Schalteinrichtung zum rotatorischen Koppeln des Eingangs mit einem den ersten Planetenradsatz aufnehmenden ersten Planetenträger dient, sodass bei einem Ansteuern der ersten elektrischen Maschine als Generator ein Betriebszustand zur Erzeugung einer variabel einstellbaren Getriebeübersetzung (eCVT-Betrieb) umsetzbar ist.This is achieved according to the invention in that the first electrical machine is arranged in such a way that, in the activated position of at least one switching device, the at least one switching device is used for rotational coupling of the input to a first planet carrier receiving the first planetary gear set, so that when the first electrical machine is activated an operating state for generating a variably adjustable transmission ratio (eCVT operation) can be implemented as a generator.

Die Anzahl an vorhandenen Schalteinrichtungen wird weitgehend reduziert, wobei zugleich durch die beiden elektrischen Maschinen ein leistungsfähiger Antrieb zur Verfügung gestellt wird. Auch findet durch verschiedene Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand des Verbrennungsmotors sowie der elektrischen Maschinen eine ausreichende Leistungswandlung statt.The number of existing switching devices is largely reduced, while at the same time a powerful drive is made available by the two electrical machines. Adequate power conversion also takes place through different gear ratios in a drive state of the internal combustion engine and of the electrical machines.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous designs are claimed with the subclaims and explained in more detail below.

Demnach ist es von Vorteil, wenn die weitere, zweite elektrische Maschine direkt oder indirekt mit dem Ausgang oder mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine hinsichtlich des Wirkungsgrades optimierte Anordnung der üblicherweise als Antriebsmotor eingesetzten zweiten elektrischen Maschine. Besonders vorteilhaft ist die zweite elektrische Maschine direkt / unmittelbar mit dem Ausgang verbunden. In weiter bevorzugten Ausführungen ist die zweite elektrische Maschine indirekt mit dem Ausgang verbunden, etwa durch eine Verzahnung oder durch ein Endloszugmittel, wie eine Kette. Die zweite elektrische Maschine kann sich auch direkt mit einer Differenzialkrone eines Differenzialgetriebes in Eingriff befinden. It is therefore advantageous if the further, second electrical machine is connected directly or indirectly to the output or to a rear axle of the motor vehicle. This results in an arrangement of the second electrical machine, which is usually used as a drive motor, which is optimized in terms of efficiency. The second electrical machine is particularly advantageously connected directly / directly to the output. In further preferred embodiments, the second electrical machine is indirectly connected to the output, for example by a toothing or by an endless traction means, such as a chain. The second electrical machine can also be directly engaged with a differential crown of a differential gear.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn eine erste Schalteinrichtung und / oder eine zweite Schalteinrichtung (der vorzugsweise nicht mehr als vier Schalteinrichtungen) als Kupplung ausgebildet sind / ist. Dadurch lässt sich der Verbrennungsmotor geschickt von dem Planetengetriebe entkoppeln.In addition, it is expedient if a first switching device and / or a second switching device (which preferably does not have more than four switching devices) are / are designed as a clutch. This allows the combustion engine to be decoupled from the planetary gear.

Als zweckmäßig hat es sich dabei herausgestellt, wenn die erste Schalteinrichtung als eine Kupplung, die zwischen dem Eingang und dem ersten Sonnenrad wirkend eingesetzt ist, ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung der Eingang mit dem ersten Sonnenrad rotatorisch verbunden ist (d.h. eine Antriebsleistung zwischen dem Eingang und dem ersten Sonnenrad übertragbar ist) und in der deaktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung der Eingang von dem ersten Sonnenrad entkoppelt ist (d.h. keine Antriebsleistung zwischen dem Eingang und dem ersten Sonnenrad übertragbar ist).It has proven to be expedient if the first switching device acts as a clutch, which acts between the input and the first sun gear is inserted, is designed so that in the activated position of the first switching device the input is connected to the first sun gear in a rotational manner (ie a drive power can be transmitted between the input and the first sun wheel) and in the deactivated position of the first switching device the input from the first Sun gear is decoupled (ie no drive power can be transmitted between the input and the first sun gear).

Seitens der zweiten Schalteinrichtung ist es besonders zweckmäßig, wenn diese als eine Kupplung, die zwischen dem Eingang und dem ersten Planetenträger des ersten Planetenradsatzes wirkend eingesetzt ist, ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung der Eingang mit dem ersten Planetenträger rotatorisch verbunden ist (d.h. eine Antriebsleistung zwischen dem Eingang und dem ersten Planetenträger übertragbar ist) und in der deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung der Eingang von dem ersten Planetenträger entkoppelt ist (d.h. keine Antriebsleistung zwischen dem Eingang und dem ersten Planetenträger übertragbar ist).On the part of the second switching device, it is particularly expedient if it is designed as a clutch which is inserted between the input and the first planet carrier of the first planetary gear set, so that the input is rotationally connected to the first planet carrier in the activated position of the second switching device (ie drive power can be transmitted between the input and the first planet carrier) and in the deactivated position of the second switching device the input is decoupled from the first planet carrier (ie no drive power can be transmitted between the input and the first planet carrier).

Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn eine dritte Schalteinrichtung und / oder eine vierte Schalteinrichtung (der nicht mehr als vier Schalteinrichtungen) als Bremse ausgebildet sind / ist. Dadurch lassen sich auch die übrigen Getriebeübersetzungen einfach schalten.Furthermore, it is expedient if a third switching device and / or a fourth switching device (of no more than four switching devices) are / are designed as a brake. This means that the other gear ratios can also be easily switched.

Von Vorteil ist es in dem Zusammenhang zudem, wenn die dritte Schalteinrichtung als eine auf ein zweites Sonnenrad einwirkende Bremse ausgebildet ist, wobei das zweite Sonnenrad mit einem zweiten Planetenradsatz des Planetengetriebes in Zahneingriff steht, sodass in der aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung eine Rotation des zweiten Sonnenrades blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung eine freie Rotation des zweiten Sonnenrades ermöglicht ist.In this context, it is also advantageous if the third switching device is designed as a brake acting on a second sun gear, the second sun gear being in tooth engagement with a second planetary gear set of the planetary gear, so that in the activated position of the third switching device, rotation of the second one Sun gear is blocked and in the deactivated position of the third switching device a free rotation of the second sun gear is made possible.

Für die vierte Schalteinrichtung ist es des Weiteren zweckmäßig, wenn diese als eine auf das erste Sonnenrad einwirkende Bremse ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung eine Rotation des ersten Sonnenrades blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung eine freie Rotation des ersten Sonnenrades ermöglicht ist.For the fourth switching device, it is also expedient if it is designed as a brake acting on the first sun gear, so that rotation of the first sun gear is blocked in the activated position of the fourth switching device and free rotation of the fourth switching device in the deactivated position first sun gear is enabled.

Besonders bevorzugt sind die vier Schalteinrichtungen zum Umsetzen von vier unterschiedlichen Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand des Verbrennungsmotors ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn zudem ein Standladezustand über diese vier Schalteinrichtungen gebildet wird, indem der Verbrennungsmotor der ersten elektrischen Maschine, die als Generator wirkt, eine Antriebsleistung zuführt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die vier Schalteinrichtungen ein Rückwärtsfahren in einem elektrischen Betrieb der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine ermöglichen.The four shifting devices are particularly preferably designed to convert four different gear ratios in a drive state of the internal combustion engine. In this context, it is particularly advantageous if, in addition, a state of charge is formed via these four switching devices, in that the internal combustion engine supplies drive power to the first electrical machine, which acts as a generator. Furthermore, it is advantageous if the four switching devices enable reverse travel in electrical operation of the first electrical machine or the second electrical machine.

Seitens des Aufbaus des Planetengetriebes hat es sich auch als zweckmäßig herausgestellt, wenn ein mit dem ersten Planetenradsatz in Zahneingriff befindliches erstes Hohlrad mit einem zweiten Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes drehfest gekoppelt ist und/oder der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit einem mit dem zweiten Planetenradsatz in Zahneingriff befindlichen zweiten Hohlrad drehfest gekoppelt ist.On the part of the construction of the planetary gear, it has also proven to be expedient if a first ring gear which is in mesh with the first planetary gear set is rotationally coupled to a second planet carrier of the second planetary gear set and / or the first planet carrier of the first planetary gear set is connected to the second planetary gear set in Gear meshing second ring gear is rotatably coupled.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungen und einer mit der Getriebeeinheit verbundenen Antriebsachse.Furthermore, the invention relates to a drive train for a motor vehicle, with a transmission unit according to the invention according to one of the embodiments described above and a drive axle connected to the transmission unit.

Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, wie einem Otto- oder Dieselmotor, und diesem Antriebsstrang, wobei der Eingang der Getriebeeinheit an eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors angeschlossen oder anschließbar ist.In addition, the invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine, such as a gasoline or diesel engine, and this drive train, the input of the gear unit being connected or connectable to an output shaft of the internal combustion engine.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein dediziertes Hybridgetriebe mit Planetenradsatz sowie einer Leistungsverzweigung realisiert. Das dedizierte Hybridgetriebe weist erfindungsgemäß einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz, eine erste elektrische Maschine, eine zweite elektrische Maschine und Schalteinrichtungen auf. Die erste elektrische Maschine besitzt eine Generatorfunktion und ist mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Die zweite elektrische Maschine besitzt eine Motorfunktion und ist mit einem Getriebeausgang (Ausgang) verbunden oder an einer Hinterachse eines Fahrzeuges angeordnet.In other words, a dedicated hybrid transmission with a planetary gear set and a power split is thus implemented according to the invention. According to the invention, the dedicated hybrid transmission has a first planetary gear set, a second planetary gear set, a first electrical machine, a second electrical machine and switching devices. The first electrical machine has a generator function and is connected to a sun gear of the first planetary gear set. The second electrical machine has a motor function and is connected to a transmission output (output) or arranged on a rear axle of a vehicle.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen, in einem teilweise dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten Getriebeeinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 1 schaltbarer Gänge und Betriebszustände,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen, in einem teilweise dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten Getriebeeinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 3 schaltbarer Gänge und Betriebszustände,
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen, in einem teilweise dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten Getriebeeinheit nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 5 schaltbarer Gänge und Betriebszustände, sowie
  • 7 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges samt der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach 1, wobei die Getriebeeinheit an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges sowie in einer Queranordnung mit dem Verbrennungsmotor eingesetzt ist.
Show it:
  • 1 2 shows a schematic sectional illustration of a transmission unit according to the invention and used in a drive train of a motor vehicle, according to a first exemplary embodiment,
  • 2nd a diagram illustrating all through the gear unit of the 1 switchable gears and operating states,
  • 3rd 2 shows a schematic sectional illustration of a transmission unit according to the invention and used in a partially illustrated drive train of a motor vehicle according to a second exemplary embodiment,
  • 4th a diagram illustrating all through the gear unit of the 3rd switchable gears and operating states,
  • 5 2 shows a schematic sectional illustration of a transmission unit according to the invention and used in a partially illustrated drive train of a motor vehicle according to a third exemplary embodiment,
  • 6 a diagram illustrating all through the gear unit of the 5 switchable gears and operating conditions, as well
  • 7 a schematic representation of a motor vehicle including the transmission unit according to the invention 1 , wherein the gear unit is used on the front axle of the motor vehicle and in a transverse arrangement with the internal combustion engine.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die verschiedenen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.The figures are merely schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. In principle, the various exemplary embodiments can also be freely combined with one another.

Mit 1 ist ein Antriebsstrang 20 eines Kraftfahrzeuges 2 seitens einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit 1 gut zu erkennen. Die in diesem Antriebsstrang 20 eingesetzte Getriebeeinheit 1 ist als Hybridgetriebe realisiert und alternativ auch als solches bezeichnet. Eine bevorzugte Position der Getriebeeinheit 1 und des Antriebsstranges 20 ist in 7 in einem schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 2 (hier Pkw) gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass die Getriebeeinheit 1 mit dem Antriebsstrang 20 an einer (ersten) Antriebsachse 18 in Form einer Vorderachse 19 des Kraftfahrzeuges 2 wirkend eingesetzt ist.With 1 is a powertrain 20 of a motor vehicle 2nd on the part of a transmission unit according to the invention 1 clearly visible. The one in this drivetrain 20 used gear unit 1 is realized as a hybrid transmission and alternatively referred to as such. A preferred position of the gear unit 1 and the drive train 20 is in 7 in a schematically illustrated motor vehicle 2nd (here cars) shown. It can be seen here that the gear unit 1 with the drivetrain 20 on a (first) drive axle 18th in the form of a front axle 19th of the motor vehicle 2nd is used effectively.

Die Getriebeeinheit 1 bildet somit einen Eingang 13, der mit einem Verbrennungsmotor 12 gekoppelt ist oder koppelbar ist, und einen Ausgang 14, der mit einem Abtrieb, hier zwei Rädern 22a, 22b des Kraftfahrzeuges 2 antreibend gekoppelt ist oder koppelbar ist, aus. Hierbei handelt es sich um eine Front-Quer-Anordnung des Verbrennungsmotors 12 samt der Getriebeeinheit 1. Eine in 1 schematisch dargestellte Drehachse 23 einer Ausgangswelle 21 (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 12 sowie der Getriebeeinheit 1 ist folglich quer, etwa senkrecht, zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet. Die 7 zeigt somit eine Querkonfiguration (die Antriebs- und Abtriebswelle befinden sich auf der gleichen Achse), wobei die Erfindung selbstverständlich auch in einer Längskonfiguration (Motor-Getriebe vorne, Getriebewelle zu den hinteren Antriebsrädern) einsetzbar ist.The gear unit 1 thus forms an entrance 13 with an internal combustion engine 12th is coupled or can be coupled, and an output 14 that with an output, here two wheels 22a , 22b of the motor vehicle 2nd is drivingly coupled or can be coupled, from. This is a front-transverse arrangement of the internal combustion engine 12th including the gear unit 1 . One in 1 schematically represented axis of rotation 23 an output shaft 21 (Crankshaft) of the internal combustion engine 12th and the gear unit 1 is consequently aligned transversely, approximately perpendicularly, to the vehicle's longitudinal axis. The 7 shows thus a transverse configuration (the input and output shaft are on the same axis), the invention can of course also be used in a longitudinal configuration (engine gearbox front, gear shaft to the rear drive wheels).

Gemäß der Ausbildung als Hybridgetriebe weist die Getriebeeinheit 1 ein zweistufiges Planetengetriebe 3 sowie eine mit diesem Planetengetriebe 3 wirkverbundene erste elektrische Maschine 6a auf. Der prinzipielle Aufbau der Getriebeeinheit 1 ist besonders gut in 1 zu erkennen. Demnach weist das Planetengetriebe 3 einen ersten Planetenradsatz 4 auf, der die erste Getriebestufe des Planetengetriebes 3 bildet, sowie einen zweiten Planetenradsatz 5 auf, der die zweite Getriebestufe des Planetengetriebes 3 bildet. Der erste Planetenradsatz 4 / die einzelnen (ersten) Planetenräder 24 des ersten Planetenradsatzes 4 befindet / befinden sich einerseits mit einem ersten Sonnenrad 7, andererseits mit einem ersten Hohlrad 25 in Zahneingriff. Der erste Planetenradsatz 4 ist mit seinen einzelnen (ersten) Planetenrädern 24 auf einem ersten Planetenträger 15 verdrehbar angeordnet.According to the design as a hybrid transmission, the transmission unit 1 a two-stage planetary gear 3rd as well as one with this planetary gear 3rd operatively connected first electrical machine 6a on. The basic structure of the gear unit 1 is particularly good at 1 to recognize. Accordingly, the planetary gear has 3rd a first planetary gear set 4th on the first gear stage of the planetary gear 3rd forms, as well as a second planetary gear set 5 on the second gear stage of the planetary gear 3rd forms. The first planetary gear set 4th / the individual (first) planet gears 24th of the first planetary gear set 4th is / are on the one hand with a first sun gear 7 , on the other hand with a first ring gear 25th in meshing. The first planetary gear set 4th is with its individual (first) planet gears 24th on a first planet carrier 15 rotatably arranged.

Es ist zu erkennen, dass der erste Planetenträger 15 gleichzeitig ein (zweites) Hohlrad 26 der zweiten Getriebestufe des Planetengetriebes 3 bildet. Der erste Planetenträger 15 ist somit drehfest mit dem zweiten Hohlrad 26 verbunden, welches zweite Hohlrad 26 wiederum mit dem zweiten Planetenradsatz 5 / den (zweiten) Planetenrädern 27 des zweiten Planetenradsatzes 5 in Zahneingriff steht. Die einzelnen (zweiten) Planetenräder 27 des zweiten Planetenradsatzes 5, befinden sich zudem in Zahneingriff mit einem zweiten Sonnenrad 17. Das erste Hohlrad 25 ist des Weiteren drehfest mit einem zweiten Planetenträger 28, der die zweiten Planetenräder 27 drehbar lagert, verbunden. Der zweite Planetenträger 28 und das erste Hohlrad 25 sind jeweils unmittelbar drehfest mit dem Ausgang 14 der Getriebeeinheit 1 / des Planetengetriebes 3 verbunden.It can be seen that the first planet carrier 15 at the same time a (second) ring gear 26 the second gear stage of the planetary gear 3rd forms. The first planet carrier 15 is thus non-rotatable with the second ring gear 26 connected which second ring gear 26 again with the second planetary gear set 5 / the (second) planet gears 27 of the second planetary gear set 5 meshes with teeth. The individual (second) planet gears 27 of the second planetary gear set 5 , are also in mesh with a second sun gear 17th . The first ring gear 25th is also non-rotatable with a second planet carrier 28 who the second planet gears 27 rotatably mounted, connected. The second planet carrier 28 and the first ring gear 25th are immediately non-rotatable with the output 14 the gear unit 1 / of the planetary gear 3rd connected.

Die erste elektrische Maschine 6a weist auf typische Weise einen Stator 29 sowie einen relativ zu dem Stator 29 verdrehbar gelagerten Rotor 30 auf. Der Rotor 30 ist innerhalb des Stators 29 drehbar aufgenommen. Der Rotor 30 ist drehfest auf einer Triebwelle 31 der ersten elektrischen Maschine 6a angebracht. Die Triebwelle 31 ist mit ihrer Drehachse parallel, d. h. beabstandet zu der zentralen Drehachse 23 der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Die Triebwelle 31 ist des Weiteren über eine Zahnradstufe 32 mit dem ersten Sonnenrad 7 des Planetengetriebes 3 rotatorisch gekoppelt. Folglich ist die erste elektrische Maschine 6a mit einem Bestandteil 6 des Planetengetriebes 3 in Form des ersten Sonnenrades 7 wirkverbunden. In weiteren Ausführungen ist die erste elektrische Maschine 6a auch nicht zwingend mit ihrer Triebwelle 31 parallel zu der Drehachse 23 angeordnet, sondern beispielsweise koaxial zur Getriebeachse / Drehachse 23 und weiter bevorzugt direkt auf dem ersten Sonnenrad 7 montiert. Ein fest auf der Triebwelle 31 angebrachtes Zahnrad 33 befindet sich mit einem getriebegehäuseseitig gelagerten Zwischenzahnrad 34 in Zahneingriff, welches Zwischenzahnrad 34 sich weiter mit einem an dem ersten Sonnenrad 7 angebrachten Verzahnungsbereich 35 in Zahneingriff befindet.The first electrical machine 6a typically has a stator 29 as well as one relative to the stator 29 rotatable rotor 30th on. The rotor 30th is inside the stator 29 rotatably added. The rotor 30th is non-rotatable on a drive shaft 31 the first electrical machine 6a appropriate. The drive shaft 31 is parallel with its axis of rotation, ie spaced from the central axis of rotation 23 the gear unit 1 arranged. The drive shaft 31 is also via a gear stage 32 with the first sun gear 7 of the planetary gear 3rd rotationally coupled. Hence, the first is electrical machine 6a with an ingredient 6 of the planetary gear 3rd in the form of the first sun gear 7 connected. In further versions is the first electrical machine 6a not necessarily with their drive shaft 31 parallel to the axis of rotation 23 arranged, but for example coaxially to the gear axis / axis of rotation 23 and more preferably directly on the first sun gear 7 assembled. A solid on the drive shaft 31 attached gear 33 is located with an idler gear mounted on the gearbox housing side 34 in meshing, which intermediate gear 34 continue with one on the first sun gear 7 attached toothing area 35 is in mesh.

In 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass in dem Antriebsstrang 20 seitens des Verbrennungsmotors 12 prinzipiell ein Drehschwingungsdämpfer 36 integrierbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer 36 ist hier zwischen der Ausgangswelle 21 des Verbrennungsmotors 12 und dem Eingang 13 der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 36 kann prinzipiell als Bestandteil der Getriebeeinheit 1 oder als separater Bestandteil davon angesehen werden.In 1 it can also be seen that in the drive train 20 on the part of the internal combustion engine 12th basically a torsional vibration damper 36 can be integrated. The torsional vibration damper 36 is here between the output shaft 21 of the internal combustion engine 12th and the entrance 13 the gear unit 1 arranged. The torsional vibration damper 36 can in principle be part of the gear unit 1 or viewed as a separate part of it.

Erfindungsgemäß sind in 1 exakt, d. h. nicht mehr und auch nicht weniger als vier Schalteinrichtungen 8, 9, 10, 11 in der Getriebeeinheit 1 integriert, um durch ihre deaktivierten und aktivierten Stellungen die einzelnen Getriebeübersetzungen / Gänge und Betriebszustände, wie sie aus der 2 hervorgehen, umzusetzen.According to the invention are in 1 exact, ie no more and no less than four switching devices 8th , 9 , 10th , 11 in the gear unit 1 integrated, through their deactivated and activated positions, the individual gear ratios / gears and operating states as they arise from the 2nd emerge to implement.

Eine erste Schalteinrichtung 8 ist als eine Kupplung realisiert. Die erste Schalteinrichtung 8 ist zwischen dem Eingang 13 und dem ersten Sonnenrad 7 wirkend eingesetzt. Durch Ausbildung der ersten Schalteinrichtung 8 als Kupplung, ist der Eingang 13 und somit im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 die Ausgangswelle 21 des Verbrennungsmotors 12, in einer aktivierten Stellung der Schalteinrichtung 8 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 7 gekoppelt und in einer deaktivierten Stellung der Schalteinrichtung 8 von dem ersten Sonnenrad 7 drehentkoppelt, d. h. frei relativ zu diesem verdrehbar. Die aktivierte Stellung der ersten Schalteinrichtung 8 ist somit eine geschlossene Kupplungsstellung, wohingegen die deaktivierte Stellung eine geöffnete Kupplungsstellung ist.A first switching device 8th is realized as a clutch. The first switching device 8th is between the entrance 13 and the first sun gear 7 used effectively. By designing the first switching device 8th as a clutch, is the entrance 13 and thus in the operation of the motor vehicle 2nd the output shaft 21 of the internal combustion engine 12th , in an activated position of the switching device 8th rotatable with the first sun gear 7 coupled and in a deactivated position of the switching device 8th from the first sun gear 7 rotating decoupled, ie freely rotatable relative to this. The activated position of the first switching device 8th is thus a closed clutch position, whereas the deactivated position is an open clutch position.

Eine zweite Schalteinrichtung 9 ist ebenfalls als Kupplung realisiert. Die zweite Schalteinrichtung 9 ist zwischen dem Eingang 13 und dem ersten Planetenträger 15 wirkend eingesetzt. Demnach ist der Eingang 13 und somit im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 die Ausgangswelle 21 des Verbrennungsmotors 12 in der aktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung 9 drehfest mit dem ersten Planetenträger 15 verbunden und in einer deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung 9 von dem ersten Planetenträger 15 drehentkoppelt, d. h. frei relativ zu diesem verdrehbar angeordnet. Somit ist die aktivierte Stellung der zweiten Schalteinrichtung 9 eine geschlossene Kupplungsstellung und die deaktivierte Stellung der zweiten Schalteinrichtung 9 eine geöffnete Kupplungsstellung.A second switching device 9 is also implemented as a clutch. The second switching device 9 is between the entrance 13 and the first planet carrier 15 used effectively. So that's the entrance 13 and thus in the operation of the motor vehicle 2nd the output shaft 21 of the internal combustion engine 12th in the activated position of the second switching device 9 rotatably with the first planet carrier 15 connected and in a deactivated position of the second switching device 9 from the first planet carrier 15 rotationally decoupled, ie freely rotatable relative to this. This is the activated position of the second switching device 9 a closed clutch position and the deactivated position of the second switching device 9 an open clutch position.

Die dritte Schalteinrichtung 10 und die vierte Schalteinrichtung 11 sind jeweils als Bremsen realisiert. Die dritte Schalteinrichtung 10 ist jene Bremse, die mit dem zweiten Sonnenrad 17 zusammenwirkt. Die dritte Schalteinrichtung 10 ist somit fähig, das zweite Sonnenrad 17 gegenüber einem fahrzeugrahmenfesten Bereich 37 des Kraftfahrzeuges 2 abzubremsen / festzuhalten. In einer aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung 10 wirkt die dritte Schalteinrichtung 10 derart auf das zweite Sonnenrad 17, dass dieses in seiner Verdrehung relativ zu dem fahrzeugrahmenfesten Bereich 37 des Kraftfahrzeuges 2 blockiert ist; in einer deaktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung 10 ist die dritte Schalteinrichtung 10 derart angeordnet, dass sie eine freie Rotation des zweiten Sonnenrades 17 relativ zu dem Bereich 37 freigibt / zulässt.The third switching device 10th and the fourth switching device 11 are implemented as brakes. The third switching device 10th is the brake with the second sun gear 17th cooperates. The third switching device 10th is thus capable of the second sun gear 17th opposite an area fixed to the vehicle frame 37 of the motor vehicle 2nd slow down / hold on. In an activated position of the third switching device 10th acts the third switching device 10th so on the second sun gear 17th that this is twisted relative to the area fixed to the vehicle frame 37 of the motor vehicle 2nd is blocked; in a deactivated position of the third switching device 10th is the third switching device 10th arranged such that they have a free rotation of the second sun gear 17th relative to the area 37 releases / permits.

Auf gleiche Weise wie die dritte Schalteinrichtung 10 wirkt im Wesentlichen die vierte Schalteinrichtung 11. Diese wirkt jedoch nicht auf das zweite Sonnenrad 17, sondern auf das erste Sonnenrad 7.In the same way as the third switching device 10th essentially acts the fourth switching device 11 . However, this does not affect the second sun gear 17th but on the first sun gear 7 .

Neben der ersten elektrischen Maschine 6a ist erfindungsgemäß eine zweite elektrische Maschine 6b vorhanden. Die zweite elektrische Maschine 6b ist im Wesentlichen gleich der ersten elektrischen Maschine 6a aufgebaut. Die zweite elektrische Maschine 6b ist in dieser Ausführung direkt an dem Ausgang 14 angebracht, d.h. mit ihrem Rotor 30 drehfest mit dem Ausgang 14 verbunden. Prinzipiell ist es gemäß weiteren Ausführungen auch von Vorteil, wenn die zweite elektrische Maschine 6b an einer Hinterachse 16 (zweiten Antriebsachse) des Kraftfahrzeuges 2 angeordnet ist (Hinterachse 16 in 7). Gemäß weiteren Ausführungen ist die zweite elektrische Maschine 6b indirekt mit dem Ausgang 14 verbunden, etwa durch eine Verzahnung oder durch ein Endloszugmittel, wie eine Kette. Oder die zweite elektrische Maschine 6b befindet sich direkt mit einer Differenzialkrone eines Differenzialgetriebes in Eingriff. Die zweite elektrische Maschine 6b ist vorzugsweise in einem Motormodus betrieben, während die erste elektrische Maschine 6a in einem Generatormodus betrieben ist.In addition to the first electrical machine 6a is a second electrical machine according to the invention 6b available. The second electrical machine 6b is essentially the same as the first electrical machine 6a built up. The second electrical machine 6b is in this version directly at the exit 14 attached, ie with their rotor 30th rotatable with the exit 14 connected. In principle, according to further explanations, it is also advantageous if the second electrical machine 6b on a rear axle 16 (second drive axle) of the motor vehicle 2nd is arranged (rear axle 16 in 7 ). According to further embodiments, the second electrical machine 6b indirectly with the exit 14 connected, for example by a toothing or by an endless traction means, such as a chain. Or the second electrical machine 6b is directly engaged with a differential crown of a differential gear. The second electrical machine 6b is preferably operated in an engine mode while the first electrical machine 6a is operated in a generator mode.

In Verbindung mit 2 sind die einzelnen Betriebs- / Antriebszustände des Antriebsstranges 20 veranschaulicht (K1 ist erste Schalteinrichtung 8, K2 ist zweite Schalteinrichtung 9, B1 ist vierte Schalteinrichtung 11 und B2 ist dritte Schalteinrichtung 10). In einem Antriebszustand (erster Betriebszustand) wirkt entweder ausschließlich der Verbrennungsmotor 12 oder der Verbrennungsmotor 12 unterstützt von der ersten elektrischen Maschine 6a und/oder der zweiten elektrischen Maschine 6b antreibend auf die Räder 22a, 22b ein.Combined with 2nd are the individual operating / drive states of the drive train 20 illustrated (K1 is the first switching device 8th , K2 is the second switching device 9 , B1 is the fourth switching device 11 and B2 is the third switching device 10th ). In a drive state (first operating state) either only the internal combustion engine acts 12th or the internal combustion engine 12th supported by the first electric machine 6a and / or the second electrical machine 6b driving on the wheels 22a , 22b a.

Zum Umsetzen einer ersten Getriebeübersetzung (1. Gang) nach 2 befinden sich die erste Schalteinrichtung 8 sowie die dritte Schalteinrichtung 10 in ihrer aktivierten Stellung, während sich die zweite Schalteinrichtung 9 und die vierte Schalteinrichtung 11 in ihren deaktivierten Stellungen befinden. Demnach kommt es zu einer Übertragung der Antriebsleistung über den Eingang 13, das erste Sonnenrad 7, den ersten Planetenradsatz 4, den ersten Planetenträger 15, das zweite Hohlrad 26, den zweiten Planetenradsatz 5, den zweiten Planetenträger 28 hin zu dem Ausgang 14.To implement a first gear ratio ( 1 . Gear) 2nd are the first switching device 8th as well as the third Switching device 10th in their activated position while the second switching device 9 and the fourth switching device 11 are in their deactivated positions. Accordingly, the drive power is transmitted via the input 13 , the first sun gear 7 , the first planetary gear set 4th , the first planet carrier 15 , the second ring gear 26 , the second planetary gear set 5 , the second planet carrier 28 towards the exit 14 .

Zum Umsetzen einer zweiten Getriebeübersetzung (2. Gang) nach 2 befinden sich die zweite Schalteinrichtung 9 und die dritte Schalteinrichtung 10 in ihrer aktivierten Stellung, während die erste Schalteinrichtung 8 und die vierte Schalteinrichtung 11 in ihrer deaktivierten Stellung geschalten sind. Dabei kommt es zu einem Übertragen der Antriebsleistung von dem Eingang 13 über den ersten Planetenträger 15, das zweite Hohlrad 26, den zweiten Planetenradsatz 5 hin zu dem Ausgang 14.To implement a second gear ratio ( 2nd . Gear) 2nd are the second switching device 9 and the third switching device 10th in their activated position while the first switching device 8th and the fourth switching device 11 are switched in their deactivated position. The drive power is transmitted from the input 13 about the first planet carrier 15 , the second ring gear 26 , the second planetary gear set 5 towards the exit 14 .

Zum Umsetzen einer dritten Getriebeübersetzung (3. Gang) nach 2 befinden sich die erste Schalteinrichtung 8 und die zweite Schalteinrichtung 9 in ihrer aktivierten Stellung und die dritte Schalteinrichtung 10 sowie die vierte Schalteinrichtung 11 befinden sich in ihrer deaktivieren Stellung. Die Antriebsleistung wird von dem Eingang 13 sowohl auf das erste Sonnenrad 7 als auch auf den ersten Planetenträger 15 übertragen. Von dort wird die Antriebsleistung über den ersten Planetenradsatz 4 und das erste Hohlrad 25 auf den Ausgang 14 übertragen.To implement a third gear ratio ( 3rd . Gear) 2nd are the first switching device 8th and the second switching device 9 in their activated position and the third switching device 10th as well as the fourth switching device 11 are in their deactivated position. The drive power is from the input 13 both on the first sun gear 7 as well as on the first planet carrier 15 transfer. From there, the drive power is via the first planetary gear set 4th and the first ring gear 25th on the exit 14 transfer.

Zum Umsetzen einer vierten Getriebeübersetzung (4. Gang) nach 2 befinden sich die erste Schalteinrichtung 8 und die dritte Schalteinrichtung 10 in ihrer deaktivierten Stellung und die zweite Schalteinrichtung 9 sowie die und vierte Schalteinrichtung 11 in ihrer aktivierten Stellung. Somit wird Antriebsleistung von dem Eingang 13 über den ersten Planetenträger 15, den ersten Planetenradsatz 4 und das erste Hohlrad 25 auf den Ausgang 14 übertragen.To implement a fourth gear ratio ( 4th . Gear) 2nd are the first switching device 8th and the third switching device 10th in their deactivated position and the second switching device 9 as well as the and fourth switching device 11 in their activated position. Thus, drive power from the input 13 about the first planet carrier 15 , the first planetary gear set 4th and the first ring gear 25th on the exit 14 transfer.

In 2 ist auch ein Standladezustand (zweiter Betriebszustand) des Antriebsstranges 20 veranschaulicht. Hierbei wird bei laufendem Verbrennungsmotor 12 eine Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 12 der als Generator arbeitenden ersten elektrischen Maschine 6a zugeführt und dort in eine elektrische Energie zur Speicherung in einer Batterie gewandelt. In diesem Standladezustand befindet sich die erste Schalteinrichtung 8 in ihrer aktivierten Stellung, wohingegen die zweite, dritte und vierte Schalteinrichtung 9, 10, 11 in ihre deaktivierten Stellungen geschalten sind. Die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 12 wird über eine durch den ersten Planetenträger 15 und die Zahnradstufe 32 gebildete Getriebeübersetzung übertragen.In 2nd is also a state of charge (second operating state) of the drive train 20 illustrated. This is done with the internal combustion engine running 12th a driving power of the internal combustion engine 12th the first electrical machine working as a generator 6a supplied and converted there into electrical energy for storage in a battery. The first switching device is in this state of charge 8th in their activated position, whereas the second, third and fourth switching device 9 , 10th , 11 are switched to their deactivated positions. The drive power of the internal combustion engine 12th is through one through the first planet carrier 15 and the gear stage 32 transmitted gear ratio transmitted.

Außerdem ist gemäß 2 eine Leistungsteilung („PowerSplit“) unter Umsetzung eines elektrischen stufenlosen Getriebes (eCVT) in einem dritten Betriebszustand ermöglicht. In diesem dritten Betriebszustand / eCVT-Zustand befindet sich die zweite Schalteinrichtung 9 in ihrer aktivierten Stellung und die erste Schalteinrichtung 8, die dritte Schalteinrichtung 10 sowie die vierte Schalteinrichtung 11 befinden sich in ihren deaktivierten Stellungen. Dadurch ist es möglich durch den Generatormodus der ersten elektrischen Maschine 6a in Abhängigkeit des angesteuerten Generatormomentes eine stufenlose Übersetzungsänderung zwischen dem Eingang 13 und dem Ausgang 14 zu erzielen.In addition, according to 2nd allows a power split ("PowerSplit") by implementing an electrical continuously variable transmission (eCVT) in a third operating state. The second switching device is in this third operating state / eCVT state 9 in their activated position and the first switching device 8th , the third switching device 10th as well as the fourth switching device 11 are in their deactivated positions. This makes it possible through the generator mode of the first electrical machine 6a a stepless change in gear ratio between the input depending on the generator torque being controlled 13 and the exit 14 to achieve.

Wie des Weiteren aus 2 ersichtlich, ist über die vier Schalteinrichtungen 8, 9, 10, 11 auch ein Rückwärtsfahrzustand (vierter Betriebszustand des Antriebsstranges 20) umsetzbar. Dies ist vorzugsweise rein elektrisch ermöglicht. Bei rein elektrischer Rückwärtsfahrt sind alle vier Schalteinrichtungen 8, 9, 10, 11 in ihrer deaktivierten Stellung angeordnet.As further out 2nd can be seen from the four switching devices 8th , 9 , 10th , 11 also a reverse driving state (fourth operating state of the drive train 20 ) feasible. This is preferably made possible purely electrically. In the case of purely electrical reverse travel, all four switching devices are 8th , 9 , 10th , 11 arranged in their deactivated position.

In Verbindung mit den 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel und mit den 5 und 6 ein drittes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass diese weiteren Ausführungsbeispiele prinzipiell im Aufbau und in der Funktionsweise dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sodass der Kürze wegen nachfolgend lediglich die Unterschiede zu diesem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.In connection with the 3rd and 4th is a second embodiment and with the 5 and 6 illustrates a third embodiment. In this context, it should be pointed out that these further exemplary embodiments correspond in principle to the first exemplary embodiment in terms of structure and mode of operation, so that, for brevity, only the differences from this first exemplary embodiment are described below.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es prinzipiell möglich, auf die vierte Schalteinrichtung 11 zu verzichten und demnach ausschließlich drei Schalteinrichtungen 8, 9, 10 vorzusehen (16). Dabei sind durch die Schalteinrichtungen 8, 9, 10 drei unterschiedliche Getriebeübersetzungen in dem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors 12, der Standladezustand, das Rückwärtsfahren und die elektrische stufenlose Getriebeübersetzung umsetzbar.In principle, according to the second exemplary embodiment, it is possible to switch to the fourth switching device 11 to do without and therefore only three switching devices 8th , 9 , 10th to provide ( 16 ). Are through the switching devices 8th , 9 , 10th three different gear ratios in the first operating state of the internal combustion engine 12th , the state of charge, reversing and the electrical continuously variable transmission ratio can be implemented.

Wie des Weiteren in 5 und 6 zu erkennen, ist es prinzipiell möglich auf weitere Schalteinrichtungen zu verzichten. In dieser Ausführung wird auf die beiden dritten und vierten Schalteinrichtungen 10 und 11 verzichtet und es sind lediglich die ersten und zweiten Schalteinrichtungen 8, 9 vorgesehen. Das zweite Sonnenrad 17 ist dabei permanent feststehend mit dem Bereich 37 verbunden. Dadurch lassen sich zumindest zwei Getriebeübersetzungen in dem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors 12, der Standladezustand, das Rückwärtsfahren und die elektrische stufenlose Getriebeübersetzung umsetzen.As further in 5 and 6 to recognize, it is possible in principle to dispense with further switching devices. In this version, the two third and fourth switching devices 10th and 11 dispensed with and there are only the first and second switching devices 8th , 9 intended. The second sun gear 17th is permanently fixed with the area 37 connected. This allows at least two gear ratios in the first operating state of the internal combustion engine 12th , the state of charge, reverse driving and the electric continuously variable transmission ratio.

In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein DHT-Konzept (Dedicated Hybrid Transmission (Getriebeeinheit 1)) vorgeschlagen. In einem ECVT-Modus (PowerSplit) wird eine erste elektrische Maschine 6a (Generator) mit einer Sonne 7 des ersten Planetenradsatzes 4 verbunden. Eine zweite elektrische Maschine 6b (Motor) kann entweder an einem Getriebeausgang 14 oder an einer Hinterachse 16 positioniert sein. Die zweite elektrische Maschine 6b ist somit nicht unbedingt direkt mit dem Ausgang 14 des Getriebes 1 verbunden. Sie kann zum Beispiel durch eine Verzahnung oder durch eine Kette mit dem Ausgang 14 verbunden sein. Sie kann auch direkt mit der Differenzialkrone in Eingriff kommen. Der ECVT-Modus ist möglich wenn eine Kupplung 9 zwischen einer Verbrennungskraftmaschine 12 und dem Planetenträger 15 des ersten Planetenradsatzes 4 geschlossen ist. Das Vorwärtsfahren erfolgt in dem ECVT-Modus und das Rückwärtsfahren erfolgt elektrisch.In other words, according to the invention, a DHT concept (Dedicated Hybrid Transmission (transmission unit 1 )) suggested. In an ECVT mode (PowerSplit) is a first electrical machine 6a (Generator) with a sun 7 of the first planetary gear set 4th connected. A second electrical machine 6b (Motor) can either be on a gearbox output 14 or on a rear axle 16 be positioned. The second electrical machine 6b is not necessarily directly with the exit 14 of the transmission 1 connected. It can be, for example, by a toothing or by a chain with the output 14 be connected. she can also engage directly with the differential crown. The ECVT mode is possible if a clutch 9 between an internal combustion engine 12th and the planet carrier 15 of the first planetary gear set 4th closed is. Driving forward is in ECVT mode and driving backwards is electrical.

BezugszeichenlisteReference list

11
GetriebeeinheitGear unit
22nd
KraftfahrzeugMotor vehicle
33rd
PlanetengetriebePlanetary gear
44th
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
55
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
6a6a
erste elektrische Maschinefirst electrical machine
6b6b
zweite elektrische Maschinesecond electrical machine
77
erstes Sonnenradfirst sun gear
88th
erste Schalteinrichtungfirst switching device
99
zweite Schalteinrichtungsecond switching device
1010th
dritte Schalteinrichtungthird switching device
1111
vierte Schalteinrichtungfourth switching device
1212th
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
1313
Eingangentrance
1414
Ausgangoutput
1515
erster Planetenträgerfirst planet carrier
1616
HinterachseRear axle
1717th
zweites Sonnenradsecond sun gear
1818th
AntriebsachseDrive axle
1919th
VorderachseFront axle
2020
AntriebsstrangPowertrain
2121
AusgangswelleOutput shaft
22a22a
erstes Radfirst wheel
22b22b
zweites Radsecond wheel
2323
DrehachseAxis of rotation
2424th
erstes Planetenradfirst planet gear
2525th
erstes Hohlradfirst ring gear
2626
zweites Hohlradsecond ring gear
2727
zweites Planetenradsecond planet gear
2828
zweiter Planetenträgersecond planet carrier
2929
Statorstator
3030th
Rotorrotor
3131
TriebwelleDrive shaft
3232
ZahnradstufeGear stage
3333
Zahnradgear
3434
ZwischenzahnradIdler gear
3535
VerzahnungsbereichGearing area
3636
DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
3737
fahrzeugrahmenfester Bereicharea fixed to the vehicle frame

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Getriebeeinheit (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), mit einem Planetengetriebe (3), wobei das Planetengetriebe (3) mit einem ersten Planetenradsatz (4) und einem zweiten Planetenradsatz (5) ausgestattet ist, zwei elektrischen Maschinen (6a, 6b), wobei eine erste elektrische Maschine (6a) mit einem ersten Sonnenrad (7), das sich mit dem ersten Planetenradsatz (4) in Zahneingriff befindet, gekoppelt ist, sowie mehreren, jeweils eine Bremse oder eine Kupplung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellungen verstellbaren Schalteinrichtungen (8, 9, 10, 11), wobei die Schalteinrichtungen (8, 9, 10, 11) zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen einem mit einem Verbrennungsmotor (12) koppelbaren Eingang (13) sowie einem Ausgang (14) und/oder zwischen der ersten elektrischen Maschine (6a) sowie dem Ausgang (14) wirkend eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (6a) derart angeordnet ist, dass in der aktivierten Stellung zumindest einer Schalteinrichtung (9) die zumindest eine Schalteinrichtung (9) zum rotatorischen Koppeln des Eingangs (13) mit einem den ersten Planetenradsatz (4) aufnehmenden ersten Planetenträger (15) dient, sodass bei einem Ansteuern der ersten elektrischen Maschine (6a) als Generator ein Betriebszustand zur Erzeugung einer variabel einstellbaren Getriebeübersetzung umsetzbar ist.Gear unit (1) for a hybrid motor vehicle (2), with a planetary gear (3), the planetary gear (3) being equipped with a first planetary gear set (4) and a second planetary gear set (5), two electrical machines (6a, 6b) , A first electrical machine (6a) being coupled to a first sun gear (7), which is in meshing engagement with the first planetary gear set (4), and several, each forming a brake or clutch and between an activated position and one Deactivated positions adjustable switching devices (8, 9, 10, 11), the switching devices (8, 9, 10, 11) for switching different gear ratios between an input (13) which can be coupled to an internal combustion engine (12) and an output (14) and / or are inserted between the first electrical machine (6a) and the output (14), characterized in that the first electrical machine (6a) is arranged such that in the current IVed position of at least one switching device (9) which serves at least one switching device (9) for rotational coupling of the input (13) with a first planet carrier (15) receiving the first planetary gear set (4), so that when the first electrical machine (6a) is activated an operating state for generating a variably adjustable gear ratio can be implemented as a generator. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite elektrische Maschine (6b) direkt oder indirekt mit dem Ausgang (14) oder mit einer Hinterachse (16) des Kraftfahrzeuges (2) verbunden ist.Gear unit (1) after Claim 1 , characterized in that a second electrical machine (6b) is connected directly or indirectly to the output (14) or to a rear axle (16) of the motor vehicle (2). Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schalteinrichtung (8) und/oder eine zweite Schalteinrichtung (9) als Kupplung ausgebildet sind/ist.Gear unit (1) after Claim 1 , characterized in that a first switching device (8) and / or a second switching device (9) are / is designed as a clutch. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schalteinrichtung (8) als eine Kupplung, die zwischen dem Eingang (13) und dem ersten Sonnenrad (7) wirkend eingesetzt ist, ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung (8) der Eingang (13) mit dem ersten Sonnenrad (7) rotatorisch verbunden ist und in der deaktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung (8) der Eingang (13) von dem ersten Sonnenrad (7) entkoppelt ist.Gear unit (1) after Claim 1 or 2nd , characterized in that a first switching device (8) is designed as a clutch which is inserted between the input (13) and the first sun gear (7), so that in the activated position of the first switching device (8) the input (8) 13) is rotationally connected to the first sun gear (7) and in the deactivated position of the first switching device (8) the input (13) is decoupled from the first sun gear (7). Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schalteinrichtung (9) als eine Kupplung, die zwischen dem Eingang (13) und dem ersten Planetenträger (15) des ersten Planetenradsatzes (4) wirkend eingesetzt ist, ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung (9) der Eingang (13) mit dem ersten Planetenträger (15) rotatorisch verbunden ist und in der deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung (9) der Eingang (13) von dem ersten Planetenträger (15) entkoppelt ist.Gear unit (1) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that a second switching device (9) is designed as a clutch, which is inserted between the input (13) and the first planet carrier (15) of the first planetary gear set (4), so that in the activated position of the second switching device (9) the input (13) is rotationally connected to the first planet carrier (15) and in the deactivated position of the second switching device (9) the input (13) is decoupled from the first planet carrier (15). Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schalteinrichtung (10) und/oder eine vierte Schalteinrichtung (11) als Bremse ausgebildet sind/ist.Gear unit (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a third switching device (10) and / or a fourth switching device (11) are / is designed as a brake. Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schalteinrichtung (10) als eine auf ein zweites Sonnenrad (17) einwirkende Bremse ausgebildet ist, wobei das zweite Sonnenrad (17) mit dem zweiten Planetenradsatz (5) des Planetengetriebes (3) in Zahneingriff steht, sodass in der aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung (10) eine Rotation des zweiten Sonnenrades (17) blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung (10) eine freie Rotation des zweiten Sonnenrades (17) ermöglicht ist.Gear unit (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a third switching device (10) is designed as a brake acting on a second sun gear (17), the second sun gear (17) being in mesh with the second planetary gear set (5) of the planetary gear (3), so that in rotation of the second sun gear (17) is blocked in the activated position of the third switching device (10) and free rotation of the second sun gear (17) is made possible in the deactivated position of the third switching device (10). Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Schalteinrichtung (11) als eine auf das erste Sonnenrad (7) einwirkende Bremse ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung (11) eine Rotation des ersten Sonnenrades (7) blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung (11) eine freie Rotation des ersten Sonnenrades (7) ermöglicht ist.Gear unit (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that a fourth switching device (11) is designed as a brake acting on the first sun gear (7), so that in the activated position of the fourth switching device (11) rotation of the first sun gear (7) is blocked and in the deactivated one Position of the fourth switching device (11) enables free rotation of the first sun gear (7). Antriebsstrang (20) für ein Kraftfahrzeug (2), mit einer Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einer mit der Getriebeeinheit (1) verbundenen Antriebsachse (18).Drive train (20) for a motor vehicle (2), with a gear unit (1) according to one of the Claims 1 to 7 and a drive axle (18) connected to the gear unit (1). Kraftfahrzeug (2) mit einem Verbrennungsmotor (12) und einem Antriebsstrang (20) nach Anspruch 9, wobei der Eingang (13) der Getriebeeinheit (1) an eine Ausgangswelle (21) des Verbrennungsmotors (12) angeschlossen oder anschließbar ist.Motor vehicle (2) with an internal combustion engine (12) and a drive train (20) Claim 9 The input (13) of the gear unit (1) is connected or can be connected to an output shaft (21) of the internal combustion engine (12).
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