DE102019117758A1

DE102019117758A1 - Hybridgetriebe mit integriertem Klimakompressor für ein Kraftfahrzeug; sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019117758A1
Application number: DE102019117758.8A
Authority: DE
Inventors: Marcus HOPPE; Torsten Pieper
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-01-07
Also published as: JP7453262B2; JP2022538471A; WO2021000984A1; CN114051566A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Kurbelwelle (2) einer Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch koppelbaren Eingangswelle (4), einem eine erste Rotorwelle (5) aufweisenden ersten Elektromotor (6), einem mit zumindest einem Rad (7a, 7b) des Kraftfahrzeuges (20) rotatorisch verbindbaren Antriebsteil (8) sowie einer zwischen der Eingangswelle (4), der ersten Rotorwelle (5) und dem Antriebsteil (8) wirkend eingesetzten, schaltbaren Getriebeeinheit (9), wobei ein Klimakompressor (10) derart angeordnet ist, dass sich ein mit einer Antriebswelle (11) des Klimakompressors (10) drehfest verbundenes Antriebszahnrad (12) direkt mit einem koaxial zu der Eingangswelle (4) angeordneten Zwischenzahnrad (13) der Getriebeeinheit (9) in Zahneingriff befindet. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (31) mit diesem Hybridgetriebe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein (hybridisiertes) Kraftfahrzeug, mit einer mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine rotatorisch koppelbaren Eingangswelle, einem eine erste Rotorwelle aufweisenden ersten Elektromotor, einem mit zumindest einem Rad des Kraftfahrzeuges rotatorisch verbindbaren Antriebsteil sowie einer zwischen der Eingangswelle, der ersten Rotorwelle und dem Antriebsteil wirkend eingesetzten, schaltbaren Getriebeeinheit. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit diesem Hybridgetriebe.
Gattungsgemäße Hybridgetriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Bspw. offenbart die DE 10 2017 206 510 A1 eine Getriebestruktur für ein serielles / paralleles Hybridfahrzeug. Des Weiteren ist der Anmelderin interner Stand der Technik bekannt, der in Form der deutschen Patentanmeldung DE 10 2019 110 046.1 am 16.4.2019 bereits beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden ist und ein Antriebssystem für ein hybrides Kraftfahrzeug mit umsetzbarem Direktdurchtrieb zu einem Rad offenbart.
Es sind somit bereits Hybridgetriebe bekannt, die das Ziel haben, eine möglichst kompakte Bauweise zu unterstützen. Es gilt jedoch diese Kompaktheit weiter zu erhöhen sowie den Aufbau des Hybridgetriebes zu vereinfachen, um auch einen Klimakompressor auf geschickte Weise anzuordnen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, das einen kompakteren sowie vereinfachten Aufbau aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ein Klimakompressor derart angeordnet ist, dass sich ein mit einer Antriebswelle des Klimakompressors drehfest verbundenes Antriebszahnrad direkt mit einem koaxial zu der Eingangswelle angeordneten Zwischenzahnrad der Getriebeeinheit in Zahneingriff befindet.
Somit ist der Klimakompressor geschickt in dem Hybridgetriebe integriert und nicht mehr wie bisher über einen separaten Riementrieb angebunden. Eine deutliche Einsparung weiteren Bauraums ist die Folge. Auch wird der Aufbau durch Weglassen des Riementriebs vereinfacht.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Ist der Klimakompressor in Einbaulage oberhalb oder unterhalb (in Bezug auf die wirkende Schwerkraft gesehen) einer Kurbelwellendrehachse der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, wird der Klimakompressor besonders geschickt in einen freiwerdenden Bauraum integriert. Prinzipiell sind jedoch in weiteren Ausführungen auch alternative Anordnungen des Klimakompressors entlang eines Umfangs der Kurbelwelle vorteilhaft.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Antriebswelle koaxial zu der ersten Rotorwelle angeordnet ist. Somit wird eine Bauraum sparende Anordnung des Klimakompressors seitlich des ersten Elektromotors gefördert.
In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der erste Elektromotor in Einbaulage entlang der Eingangswelle betrachtet versetzt zu der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und der Klimakompressor auf einer der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Seite oder auf einer der Verbrennungskraftmaschine abgewandten Seite des ersten Elektromotors angeordnet ist. Bei der Anordnung auf der der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Seite besteht der Vorteil, dass frei werdender Bauraum effektiv genutzt wird. Bei der Anordnung auf der der Verbrennungskraftmaschine abgewandten Seite besteht der Vorteil, dass sowohl eine gute Zugänglichkeit als auch eine Modularität des Klimakompressors realisierbar ist.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Klimakompressor bei seiner Anordnung auf der der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Seite des ersten Elektromotors axial zwischen dem ersten Elektromotor und dem Antriebszahnrad oder auf einer dem ersten Elektromotor abgewandten axialen Seite des Antriebszahnrades angeordnet ist. Bei Anordnung des Klimakompressors zwischen dem 1. Elektromotor und dem Antriebszahnrad ist der Klimakompressor möglichst direkt versetzt zu einer Lagerung angeordnet. Dadurch ergibt sich eine besonders geschickte verschleißarme Ausbildung des Hybridgetriebes.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Klimakompressor innerhalb eines Gehäuses des Hybridgetriebes angeordnet ist oder außerhalb des Gehäuses des Hybridgetriebes positioniert ist und vorzugsweise an dem Gehäuse befestigt ist. Dadurch lässt sich der Klimakompressor als eigene Baueinheit besonders einfach herstellen sowie montieren.
Für den Aufbau des Hybridgetriebes hatte sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses weiterhin einen eine radial versetzt zu der ersten Rotorwelle angeordnete zweite Rotorwelle aufweisenden zweiten Elektromotor aufweist, wobei der erste Elektromotor derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass er in einem Hauptbetriebszustand als Generator betrieben ist und der zweite Elektromotor derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass er in dem Hauptbetriebszustand als Antriebsmotor betrieben ist.
Demnach ist es auch zweckmäßig, wenn eine, eine Schaltstellung der Getriebeeinheit steuernde Schalteinrichtung zwischen der Eingangswelle, dem Antriebszahnrad und einem mit der zweiten Rotorwelle über eine zusätzliche Planetengetriebestufe permanent rotatorisch gekoppelten weiteren Zahnrad derart wirkend eingesetzt ist, dass die Schalteinrichtung in einer ersten Schaltstellung die Eingangswelle mit der ersten Rotorwelle rotatorisch verbindet, während die zweite Rotorwelle von der Eingangswelle rotatorisch entkoppelt ist, in einer zweiten Schaltstellung die Eingangswelle sowohl mit der ersten Rotorwelle als auch mit der zweiten Rotorwelle rotatorisch verbindet und in einer dritten Schaltstellung die beiden Rotorwellen miteinander rotatorisch verbindet, während die Eingangswelle von den beiden Rotorwellen rotatorisch entkoppelt ist.
Das Antriebsteil ist weiterhin auf geschickte Weise als ein Eingangszahnrad eines Differentialgetriebes ausgebildet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein (Hybrid-)Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist und das Antriebsteil mit Rädern des Kraftfahrzeuges rotatorisch gekoppelt ist.
Eine besonders effiziente Bauweise des Kraftfahrzeuges ist gewährleistet, wenn die Verbrennungskraftmaschine mit ihrer Kurbelwelle quer zu einer Fahrzeuglängsachse (des Kraftfahrzeuges) angeordnet ist und/oder der Antriebsteil mit Rädern einer Antriebsachse rotatorisch verbunden ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Hybrid-Getriebestruktur mit integriertem Klimakompressor realisiert. Um den Herstelleraufwand sowie Bauraum zu reduzieren, weist erfindungsgemäß ein Klimakompressor ein Zahnrad (Antriebszahnrad) auf, das mit einem (bereits bestehenden) zwischen Zahnrad der Hybrid-Getriebestruktur verbunden ist. Durch Einsatz dieses Zahnrades kann eine Getriebeübersetzung von dem Klimakompressor hin zu der Verbrennungskraftmaschine frei gewählt werden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes, wobei unterschiedliche Positionen eines integrierten Klimakompressors gemäß drei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu erkennen sind,
2 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, das sich im Wesentlichen von der 1 durch Anordnen des Klimakompressors außerhalb der dargestellten, in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Bildebene unterscheidet,
3 eine vereinfachte Seitendarstellung des Hybridgetriebes nach 2, wobei besonders gut die relative Anordnung zweier Rotorwellen, einer Kurbelwelle und einer Antriebswelle des Klimakompressors zu erkennen ist, und
4 eine vereinfachte Seitendarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei gegenüber 2 der Klimakompressor nun oberhalb der in Fahrzeug Längsrichtung laufenden Ebene angeordnet ist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch sind die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombinierbar.
In Verbindung mit den 1 und ist ein prinzipieller Aufbau eines erfindungsgemä-ßen Hybridgetriebes 1 nach unterschiedlichen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Das Hybridgetriebe 1 ist in einem hybriden Kraftfahrzeug integriert, welches Kraftfahrzeug mit dem Bezugszeichen 20 angedeutet ist. Insbesondere ist eine Antriebsachse 22 des Kraftfahrzeuges 20 (hier Vorderachse, alternativ auch Hinterachse) mit dargestellt, wobei Räder 7a, 7b der Antriebsachse 22 über verschiedene Maschinen (Verbrennungskraftmaschine 3 sowie Elektromotoren 6, 16) des Hybridgetriebes 1 antreibbar ist. Eine Verbrennungskraftmaschine 3 des Hybridgetriebes 1 befindet sich in dieser Ausführung in einer bevorzugten Front-Quer-Anordnung, in der eine Längsachse der Verbrennungskraftmaschine 3, d. h. eine Kurbelwellendrehachse 24 einer Kurbelwelle 2 der Verbrennungskraftmaschine 3 quer, hier senkrecht, zu einer Längsachse (Fahrzeuglängsachse / Fahrzeuglängsrichtung) des Kraftfahrzeuges 20 ausgerichtet ist.
Gemäß der Ausbildung des Hybridgetriebes 1 als serieller Hybridantrieb weist das Hybridgetriebe 1 neben der Verbrennungskraftmaschine 3 auch zwei Elektromotoren 6, 16 auf. Ein erster Elektromotor 6 ist in einem Hauptbetriebszustand als Generator wirkend eingesetzt. Der erste Elektromotor 6 ist jedoch prinzipiell, etwa für ein rein elektrisches Rückwärtsfahren als Antriebsmotor schaltbar. Ein zweiter Elektromotor 16, der eine durch den ersten Elektromotor 6 generierte elektrische Leistung verbraucht, ist als Antriebsmotor / Fahrmotor umgesetzt.
Die beiden Elektromotoren 6, 16 sind mit den Drehachsen 23a, 23b ihrer Rotorwellen 5, 15 in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet. Der erste Elektromotor 6 weist eine erste Rotorwelle 5 auf, die um eine (erste) Drehachse 23a drehbar gelagert ist. Der zweite Elektromotor 16 weist eine zweite Rotorwelle 15 auf, die um eine (zweite) Drehachse 23b drehbar gelagert ist. Der erste Elektromotor 6 ist gesamtheitlich, d.h. auch samt seines hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Stators und seines relativ zu dem Stator drehbar angeordneten Rotor, der mit der ersten Rotorwelle 5 drehfest verbunden ist, in radialer Richtung der ersten Drehachse 23a versetzt zu dem gesamten zweiten Elektromotor 16 samt seines Stators und seines relativ zu dem Stator drehbar angeordneten, mit der zweiten Rotorwelle 15 drehfest verbundenen Rotors angeordnet. Auch sind die beiden Elektromotoren 6, 16 in der dargestellten Einbaulage relativ zu der Kurbelwellendrehachse 24 radial versetzt angeordnet. Entlang der Fahrzeuglängsachse gesehen, befindet sich die Kurbelwellendrehachse 24 zwischen der ersten Drehachse 23a und der zweiten Drehachse 23b.
Zum Umsetzen unterschiedlicher Betriebszustände des Hybridgetriebes 1 ist zwischen einer mit der Verbrennungskraftmaschine 3 / der Kurbelwelle 2 drehfest verbundenen Eingangswelle 4, den beiden Elektromotoren 6, 16 mit ihren beiden Rotorwellen 5, 15 und einem Antriebsteil 8 des Hybridgetriebes 1 eine Getriebeeinheit 9 vorgesehen. Die Getriebeeinheit 9 ist als Schaltgetriebe realisiert und zur Umsetzung der verschiedenen Betriebszustände in verschiedene Schaltstellungen verbringbar. Die Getriebeeinheit 9 ist durch eine Schalteinrichtung 17 ansteuerbar.
Die Getriebeeinheit 9 weist die zentral angeordnete Eingangswelle 4 (auch vereinfacht als Welle bezeichnet) auf, die mit der Kurbelwelle 2 drehfest gekoppelt ist bzw. unmittelbar durch einen Bereich der Kurbelwelle 2 umgesetzt ist. Die Eingangswelle 4 ist koaxial zu der Kurbelwelle 2 angeordnet und somit um die gemeinsame Kurbelwellendrehachse 24 drehbar. Die Getriebeeinheit 9 weist zudem ein Zwischenzahnrad 13 auf, das permanent mit der ersten Rotorwelle 5 drehfest verbunden / gekoppelt ist. Das Zwischenzahnrad 13 ist koaxial zu der Eingangswelle 4 angeordnet. Das Zwischenzahnrad 13 ist als Hohlwellenzahnrad ausgebildet und radial von außen auf der Eingangswelle 4 drehbar gelagert. Zur drehfesten Verbindung des Zwischenzahnrades 13 mit der ersten Rotorwelle 5 ist ein Antriebszahnrad 12 vorgesehen, welches Antriebszahnrad 12 drehfest mit der ersten Rotorwelle 5 verbunden ist und sich in Zahneingriff mit dem Zwischenzahnrad 13 befindet.
Des Weiteren weist die Getriebeeinheit 9 ein Zahnrad 19 auf, das zur Koppelung mit der zweiten Rotorwelle 15 dient. Das Zahnrad 19 ist in axialer Richtung der Eingangswelle 4 neben dem Zwischenzahnrad 13 angeordnet. Auch das Zahnrad 19 ist als Hohlwellenzahnrad realisiert und radial von außen auf der Eingangswelle 4 drehbar gelagert. Das Zahnrad 19 ist in dieser Ausführung über ein weiteres (zweites) Zwischenzahnrad 25 mit einer Planetengetriebestufe 18 verbunden. Die Planetengetriebestufe 18 ist weiter mit der zweiten Rotorwelle 15 rotatorisch verbunden. Wie aus 1 weiterhin zu erkennen ist, ist das mit dem Zahnrad 19 kämmende weitere Zwischenzahnrad 25 unmittelbar drehfest mit einem Planetenträger 26 der ein Planetenteilgetriebe bildenden Planetengetriebestufe 18 verbunden. Das Planetenteilgetriebe der Getriebeeinheit 9 weist zudem auf typische Weise ein Sonnenrad 27 auf, das unmittelbar drehfest mit der zweiten Rotorwelle 15 verbunden ist. Mit dem Sonnenrad 27 befinden sich wiederum mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Planetenräder 28, die auf dem Planetenträger 26 drehbar aufgenommen sind, in Zahneingriff. Ein mit den Planetenrädern 28 weiterhin in Zahneingriff stehendes Hohlrad 29 wirkt mit einer Bremseinrichtung 30 zusammen. Die gehäusefeste, d. h. fahrzeugrahmenfeste, Bremseinrichtung 30 hält in ihrem aktivierten Zustand das Hohlrad 29 relativ zu einem Fahrzeugrahmen fest. In ihrem deaktivierten Zustand ist eine freie Verdrehung des Hohlrades 29 gegenüber dem Fahrzeugrahmen ermöglicht, sodass die Bremseinrichtung 30 das Hohlrad 29 rotatorisch freigibt.
Das Zahnrad 19 befindet sich zudem, unter Zwischenschaltung des weiteren Zwischenzahnrades 25 in drehfester Verbindung mit dem Antriebsteil 8. Das Antriebsteil 8 ist hier als ein Eingangsrad eines Differentialgetriebes 21 der Antriebsachse 22 ausgestaltet. Das Antriebsteil 8 ist folglich permanent mit den beiden dargestellten Rädern 7a, 7b des Kraftfahrzeuges 20 rotatorisch verbunden.
Zwischen der Eingangswelle 4 und den beiden Rotorwellen 5, 15, nämlich den beiden mit den Rotorwellen 5, 15 gekoppelten Zahnrädern 13 und 19, ist die Schalteinrichtung 17 wirkend eingesetzt. Die Schalteinrichtung 17 ist prinzipiell derart ausgebildet, dass sie in ihrer ersten Schaltstellung die Eingangswelle 4 mit der ersten Rotorwelle 5 rotatorisch koppelt / verbindet, während die zweite Rotorwelle 15 von der Eingangswelle 4 (sowie der ersten Rotorwelle 5) rotatorisch entkoppelt ist. In einer zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 17 ist die Eingangswelle 4 sowohl mit der ersten Rotorwelle 5 als auch mit der zweiten Rotorwelle 15 rotatorisch verbunden / gekoppelt. In einer dritten Schaltstellung der Schalteinrichtung 17 sind die beiden Rotorwellen 5, 15 miteinander rotatorisch verbunden / gekoppelt, während die Eingangswelle 4 von den beiden Rotorwellen 5, 15 rotatorisch entkoppelt ist. Die Schalteinrichtung 17 ist zumindest teilweise unmittelbar in dem Zwischenzahnrad 13 integriert.
Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Ausbildung sind in Verbindung mit 1 drei unterschiedliche Anordnungspositionen eines zusätzlich in dem Hybridgetriebes 1 integrierten Klimakompressors 10 angedeutet. Der Klimakompressor 10 ist prinzipiell erfindungsgemäß in dem Hybridgetriebes 1 integriert und vorzugsweise innerhalb eines der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Gehäuses des Hybridgetriebes 1 angeordnet. Gemäß weiteren Ausbildungen ist es prinzipiell auch verschafft, den Klimakompressor 10 außerhalb des Gehäuses des Hybridgetriebes 1 anzuordnen und vorzugsweise an dem Gehäuse zu befestigen.
Der Klimakompressor 10 ist in 1 insbesondere seines Gehäuses und seiner aus diesem Gehäuse hinausragenden Antriebswelle 11 zu erkennen. Der Klimakompressor 10 ist seitens seiner Antriebswelle 11 stets über das Antriebszahnrad 12 unmittelbar mit dem Zwischenzahnrad 13 im Zahneingriff. Die Antriebswelle 11, die in 1 koaxial zu der ersten Rotorwelle 5 angeordnet ist, befindet sich folglich radial versetzt zu der Kurbelwellendrehachse 24 sowie permanent im Zahneingriff mit dem Zwischenzahnrad 13. Gemäß einer ersten bevorzugten Position gemäß 1, ist der Klimakompressor 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel auf einer dem ersten Elektromotor 6 axial abgewandten Seite des Antriebszahnrads 12 angeordnet. Gemäß einer zweiten bevorzugten Position gemäß 1 ist der Klimakompressor 10 in einem zweiten Ausführungsbeispiel axial zwischen dem Antriebszahnrad 12 und dem ersten Elektromotor 6 angeordnet. Gemäß einer dritten bevorzugten Position gemäß 1 ist der Klimakompressor 10 in einem dritten Ausführungsbeispiel nicht, wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, auf einer der Verbrennungskraftmaschine 3 zugewandten axialen Seite 14a des ersten Elektromotors 6, sondern auf einer der Verbrennungskraftmaschine 3 abgewandten Seite 14b des ersten Elektromotors 6 angeordnet.
In Verbindung mit den 2 bis 4 sind schließlich zwei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele realisiert, die im Wesentlichen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umgesetzt sind. Der Kürze wegen wird daher lediglich auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Wie in den 3 und 4 näher zu erkennen, ist es prinzipiell auch möglich, den Klimakompressor 10 oberhalb (4) oder unterhalb (3) einer in Fahrzeuglängsrichtung (Bezugspfeil 32) verlaufenden Bildebene 31 der 1 und 2 anzuordnen. Der Klimakompressor 10 ist dann bevorzugt über ein separat zu dem Antriebszahnrad 12 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildetes, weiteres Antriebszahnrad, das mit dem Zwischenzahnrad 13 in Zahneingriff steht, gekoppelt.
In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfinderische Lösung der Aufgabe darin, den Klimakompressor 10 durch ein Zahnrad (Antriebszahnrad 12) an einem bereits vorhandenen Zwischenrad 13 der Getriebestruktur 9 anzubinden. Dadurch kann die Funktionalität des bisherigen front-end-seitigen Riementriebes (FEAD) vollständig in der Hybrid-Getriebestruktur 1 dargestellt werden. Durch das Zahnrad 12 kann die Umsetzung mindestens kostenneutral erfolgen; anzunehmen ist, dass dadurch sogar Kosten eingespart werden. Des Weiteren ist durch die Verwendung des Zahnrades 12 die Übersetzung des Klimakompressors 10 zum Verbrenner 3 frei wählbar.
Je nach Anordnung der E-Motoren 6, 16 (Starter/Generator und Fahrmotor) kann auch der Klimakompressor 10 an verschiedenen Positionen angeordnet sein. In einer ersten Ausführung (3) ist der Klimakompressor 10 am Zwischenrad 13 - unten angeordnet: Der Klimakompressor 10 befindet sich somit unterhalb einer der E-Motoren 6, 16. Wenn man die Hybrid-Getriebestruktur 1 seitlich von der Fahrerseite (Linkslenker) aus betrachtet, befindet sich der Klimakompressor 10 unterhalb einer gedachten horizontalen Achse (Ebene 31) durch die Kurbelwelle 2 des Verbrennungsmotors 3. Dabei ist der Klimakompressor 10 an das dargestellte Zahnrad 13 angebunden.
In einer zweiten möglichen Ausführungsform (4) befindet sich der Klimakompressor 10 oberhalb der gedachten horizontalen Achse 31 durch die Kurbelwelle 2 des Verbrennungsmotors 3 („Zwischenrad 13 - oben“). Auch hier ist der Klimakompressor 10 an das dargestellte Zahnrad 13 angebunden. Grundsätzlich sind aber auch alle weiteren Positionen rund um die Kurbelwellenachse 24 am Zahnrad 13 denkbar.
Eine weitere Ausführungsform ist die Anbindung des Klimakompressors 10 an der Generatorwelle 5 (1). Diese kann koaxial oder achsparallel erfolgen. Da für eine achsparallele Variante ein weiteres Zahnrad sowie eine neue Lagerung benötigt werden würde, wird die koaxiale Anordnung als vorteilhafter angesehen. Dabei können drei Positionen auf der Welle 5 unterschieden werden. In einer dritten Ausführung ist der Klimakompressor 10 an der Generatorachse 5, in Richtung Motor 3, positioniert. Diese Position bietet den Vorteil, dass der Generator 6 den Bauraum nutzen kann, der durch den Entfall des Starters frei geworden ist. Da sich der Klimakompressor 10 so außerhalb des Getriebegehäuses befindet, ist er als separate Baueinheit ausgeführt, was eine gute Modularität gewährleistet. Auch die Zugänglichkeit für die Verrohrung ist an dieser Position einfach zu realisieren als im Getriebekasten / -gehäuse selbst. In einer vierten Ausführung ist der Klimakompressor 10 an der Generatorachse 5, zwischen dem Zahnrad 12 und dem Generator 6 angeordnet. Bezüglich der Lagerung und der Ausführung der Welle 5 besitzt diese Position Vorteile, da sich das Zahnrad 12 am Ende der Welle 5 direkt neben einem Lager befindet. Darüber hinaus und im Gegensatz zur dritten Ausführungsform vermeidet diese Position Bauraumengpässe mit einem gegebenenfalls vorhandenen Zweimassenschwungrad. In einer fünften Ausführung ist der Klimakompressor 10 an der Generatorachse 5, hinter dem Generator 6 auf der dem Verbrenner 3 abgewandten Seite angeordnet. Diese Position kombiniert die gute Zugänglichkeit sowie Modularität der dritten Ausführungsform mit der Vermeidung von Bauraumengpässen zum Zweimassenschwungrad aus der vierten Ausführung.
Bezugszeichenliste

1: Hybridgetriebe
2: Kurbelwelle
3: Verbrennungskraftmaschine
4: Eingangswelle
5: erste Rotorwelle
6: erster Elektromotor
7a: erstes Rad
7b: zweites Rad
8: Antriebsteil
9: Getriebeeinheit
10: Klimakompressor
11: Antriebswelle
12: Antriebszahnrad
12: Schalteinrichtung
13: Zwischenzahnrad
14a: erste axiale Seite
14b: zweite axiale Seite
15: zweite Rotorwelle
16: zweiter Elektromotor
17: Schalteinrichtung
18: Planetengetriebestufe
19: Zahnrad
20: Kraftfahrzeug
21: Differentialgetriebe
22: Antriebsachse
23a: erste Drehachse
23b: zweite Drehachse
24: Kurbelwellendrehachse
25: Zwischenzahnrad
26: Planetenträger
27: Sonnenrad
28: Planetenrad
29: Hohlrad
30: Bremseinrichtung
31: Ebene
32: Bezugspfeil
33: Differentialachse / Achse des Antriebsteils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017206510 A1 [0002]
DE 102019110046 [0002]

Claims

Hybridgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Kurbelwelle (2) einer Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch koppelbaren Eingangswelle (4), einem eine erste Rotorwelle (5) aufweisenden ersten Elektromotor (6), einem mit zumindest einem Rad (7a, 7b) des Kraftfahrzeuges (20) rotatorisch verbindbaren Antriebsteil (8) sowie einer zwischen der Eingangswelle (4), der ersten Rotorwelle (5) und dem Antriebsteil (8) wirkend eingesetzten, schaltbaren Getriebeeinheit (9), dadurch gekennzeichnet, dass ein Klimakompressor (10) derart angeordnet ist, dass sich ein mit einer Antriebswelle (11) des Klimakompressors (10) drehfest verbundenes Antriebszahnrad (12) direkt mit einem koaxial zu der Eingangswelle (4) angeordneten Zwischenzahnrad (13) der Getriebeeinheit (9) in Zahneingriff befindet.
Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klimakompressor (10) in Einbaulage oberhalb oder unterhalb einer Kurbelwellendrehachse (24) der Verbrennungskraftmaschine (3) angeordnet ist.
Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (11) koaxial zu der ersten Rotorwelle (5) angeordnet ist.
Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (6) in Einbaulage entlang der Eingangswelle (4) betrachtet versetzt zu der Verbrennungskraftmaschine (3) angeordnet ist und der Klimakompressor (10) auf einer der Verbrennungskraftmaschine (3) zugewandten Seite (14a) oder auf einer der Verbrennungskraftmaschine (3) abgewandten Seite (14b) des ersten Elektromotors (6) angeordnet ist.
Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klimakompressor (10) bei seiner Anordnung auf der der Verbrennungskraftmaschine (3) zugewandten Seite (14a) des ersten Elektromotors (6) axial zwischen dem ersten Elektromotor (6) und dem Antriebszahnrad (12) oder auf einer dem ersten Elektromotor (6) abgewandten axialen Seite des Antriebszahnrades (12) angeordnet ist.
Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein eine radial versetzt zu der ersten Rotorwelle (5) angeordnete zweite Rotorwelle (15) aufweisender zweiter Elektromotor (16) vorhanden ist, wobei der erste Elektromotor (6) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass er in einem Hauptbetriebszustand als Generator betrieben ist und der zweite Elektromotor (16) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass er in dem Hauptbetriebszustand als Antriebsmotor betrieben ist.
Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine eine Schaltstellung der Getriebeeinheit (9) steuernde Schalteinrichtung (17) zwischen der Eingangswelle (4), dem Antriebszahnrad (12) und einem mit der zweiten Rotorwelle (15) über eine zusätzliche Planetengetriebestufe (18) permanent rotatorisch gekoppelten weiteren Zahnrad (19) derart wirkend eingesetzt ist, dass die Schalteinrichtung (17) in einer ersten Schaltstellung die Eingangswelle (4) mit der ersten Rotorwelle (5) rotatorisch verbindet, während die zweite Rotorwelle (15) von der Eingangswelle (4) rotatorisch entkoppelt ist, in einer zweiten Schaltstellung die Eingangswelle (4) sowohl mit der ersten Rotorwelle (5) als auch mit der zweiten Rotorwelle (15) rotatorisch verbindet und in einer dritten Schaltstellung die beiden Rotorwellen (5, 15) miteinander rotatorisch verbindet, während die Eingangswelle (4) von den beiden Rotorwellen (5, 15) rotatorisch entkoppelt ist.
Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (8) als ein Eingangszahnrad eines Differentialgetriebes (21) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (20) mit einem Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie einer Verbrennungskraftmaschine (3), wobei die Kurbelwelle (2) der Verbrennungskraftmaschine (3) drehfest mit der Eingangswelle (4) verbunden ist und das Antriebsteil (8) mit Rädern (7a, 7b) des Kraftfahrzeuges (20) rotatorisch gekoppelt ist.
Kraftfahrzeug (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (3) mit ihrer Kurbelwelle (2) quer zu einer Fahrzeuglängsachse angeordnet ist und/oder das Antriebsteil (8) mit Rädern (7a, 7b) einer Antriebsachse (22) rotatorisch verbunden ist.