DE102019127056A1

DE102019127056A1 - Hybridachsgetriebe

Info

Publication number: DE102019127056A1
Application number: DE102019127056.1A
Authority: DE
Inventors: David Allen Janson; Jeffrey Edward Maurer; David Gon Oh; Bruce GRANSTROM
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-04-09
Also published as: US10744865B2; US20200108708A1; CN111016623A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Hybridachsgetriebe bereit. Ein Hybridachsgetriebe ermöglicht eine Position eines Traktionsmotors in einer günstigeren Position, wodurch das Risiko einer Verletzung von Insassen bei einer Fahrzeugkollision verringert wird. Eine Achsenübertragungsverzahnung bewegt den Generator von der Verbrennungsmotorachse weg, was es ermöglicht, den Traktionsmotor ohne Störung des Generators weiter nach vorne zu bewegen. Die Verzahnung ist auf zwei Zahnradebenen beschränkt, wodurch die Achsgetriebebreite verringert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Gebiet von Fahrzeuggetrieben. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Anordnung von Komponenten in einem Hybridachsgetriebe.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybridantriebsstränge beinhalten Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Batterien, die verwendet werden, um den Kraftstoffverbrauch zu senken, indem Bremsenergie aufgefangen und eine effizientere Verwendung eines Verbrennungsmotors zugelassen wird. Der Verbrennungsmotor kann abgestellt werden, während das Fahrzeug stillsteht. Der Verbrennungsmotor kann zudem mit höheren Leistungseinstellungen betrieben werden, bei denen er in der Regel effizienter ist, und dann für einen Teil der Zeit, während der sich das Fahrzeug bewegt, abgestellt werden.
Eine Art von Hybridantriebsstrang ist ein elektrischer leistungsverzweigter Hybrid. Bei einer geringen Geschwindigkeit teilt ein Planetenradsatz die mechanische Leistung, die durch die Brennkraftmaschine erzeugt wird, in zwei Leistungsflusspfade. Ein Teil der Leistung wird durch Zahnräder, Ketten oder andere mechanische Leistungsübertragungskomponenten zu den Antriebsrädern befördert. Die verbleibende Leistung wird zu einer elektrischen Maschine geleitet und in elektrische Leistung umgewandelt. Diese elektrische Maschine wird in der Regel als Generator bezeichnet, obwohl sie ebenfalls in der Lage sein kann, elektrische Leistung in mechanische Leistung umzuwandeln. Eine zweite elektrische Maschine treibt die Antriebsräder an. Diese zweite Maschine wird in der Regel als Traktionsmotor bezeichnet, obwohl sie in der Lage sein kann, mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. In einigen Betriebsmodi fließt die gesamte elektrische Leistung vom Generator zum Traktionsmotor. In anderen Betriebsmodi kann etwas elektrische Leistung zu einer Batterie umgeleitet werden. In noch anderen Betriebsmodi kann die Batterie die elektrische Leistung, die von dem Generator erzeugt wird, ergänzen.
In einem Vorderradantriebshybridachsgetriebe dreht sich die Verbrennungsmotorkurbelwelle um eine Achse, die versetzt von und im Wesentlichen parallel zu einer Radachsenachse ist. Das Achsgetriebe beinhaltet ein Differential auf der Radachsenachse, das die Leistung zwischen einer linken und einer rechten Halbwelle aufteilt, die sich mit geringfügig unterschiedlichen Drehzahlen drehen können, während das Fahrzeug abbiegt. Der verfügbare Raum für das Achsgetriebe wird durch die Größe des Verbrennungsmotorraums und den durch den Verbrennungsmotor belegten Raum beschränkt. Selbst Raum, der möglicherweise nicht von anderen Komponenten belegt ist, kann unter Umständen aufgrund von Überlegungen, wie Objekte in diesem Raum bei einer Kollision auf die Fahrgastzelle einwirken würden, nicht verfügbar sein.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Ein Hybridachsgetriebe beinhaltet einen Planetenradsatz, ein Differential, eine Vorgelegewelle, einen Generator und einen Traktionsmotor. Der Planetenradsatz weist eine Sonne, ein Hohlrad und einen Träger auf, die sich auf einer ersten Achse befinden. Das Differential befindet sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse. Die Vorgelegewelle ist antreibbar mit dem Differential und dem Hohlrad verbunden. Die Vorgelegewelle kann sich auf einer vierten Achse unter der ersten Achse befinden. Der Generator ist antreibbar mit der Sonne verbunden. Der Generator kann sich auf einer fünften Achse hinter der ersten Achse befinden. Der Traktionsmotor ist antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden und befindet sich auf einer dritten Achse vor der ersten Achse. Eine Ölwanne kann sich unter dem Differential und der Vorgelegewelle befinden. In einer ersten Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden. In einer zweiten Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden. Ein Parksperrenrad kann fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt sein. In einer dritten Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift, ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist und ein viertes Zahnrad das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Ein Hybridachsgetriebe beinhaltet einen Planetenradsatz, ein Differential, eine Vorgelegewelle und eine erste und zweite elektrische Maschine. Der Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger auf, die sich auf einer ersten Achse befinden. Das Differential befindet sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse. Die Vorgelegewelle ist antreibbar mit dem Differential und dem Hohlrad verbunden und befindet sich auf einer dritten Achse unter der ersten Achse. Die erste elektrische Maschine ist antreibbar mit dem Sonnenrad verbunden und befindet sich auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse. Die zweite elektrische Maschine ist antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden und befindet sich auf einer fünften Achse vor der ersten Achse. Eine Ölwanne kann sich unter dem Differential und der Vorgelegewelle befinden. In einer ersten Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden. In einer zweiten Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden. Ein Parksperrenrad kann fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt sein. In einer dritten Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist und ein viertes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Ein Hybridachsgetriebe beinhaltet eine erste und eine zweite Zahnradebene. Die erste Zahnradebene beinhaltet einen Planetenradsatz und ein erstes Zahnrad. Der Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger auf. Das erste Zahnrad greift mit dem Hohlrad ineinander. Die zweite Zahnradebene beinhaltet das zweite bis zum fünften Zahnrad. Das zweite Zahnrad ist fest mit der Sonne gekoppelt. Das dritte Zahnrad greift mit dem zweiten Zahnrad ineinander und ist fest mit einem Generator gekoppelt. Das vierte Zahnrad ist fest mit dem ersten Zahnrad gekoppelt. Das fünfte Zahnrad greift mit dem vierten Zahnrad ineinander und ist fest mit einem Differential gekoppelt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines fünfachsigen leistungsverzweigten Hybridachsgetriebes.
2A und 2B sind Endansichten des Achsgetriebes aus 1.
3 ist eine schematische Darstellung eines ersten sechsachsigen leistungsverzweigten Hybridachsgetriebes.
4A und 4B sind Endansichten des Achsgetriebes aus 3.
5 ist eine schematische Darstellung eines zweiten sechsachsigen leistungsverzweigten Hybridachsgetriebes.
6A und 6B sind Endansichten des Achsgetriebes aus 5.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Eine Gruppe drehbarer Elemente ist fest aneinandergekoppelt, wenn diese gezwungen sind, unter allen Betriebsbedingungen die gleiche Drehgeschwindigkeit um die gleiche Achse aufzuweisen. Drehbahre Elemente können beispielsweise durch Keilverbindungen, Schweißen, Presspassung oder maschinelle Herstellung aus einem gemeinsamen Festkörper fest gekoppelt sein. Es kann zu leichten Variationen in der Drehverschiebung zwischen fest gekoppelten Elementen, wie etwa zur Verschiebung aufgrund von Spiel oder Wellenelastizität, kommen. Im Gegensatz dazu sind zwei oder mehrere drehbare Elemente durch ein Schaltelement selektiv gekoppelt, wenn das Schaltelement sie zwingt, jedes Mal, wenn das Schaltelement vollständig in Eingriff steht, die gleiche Drehgeschwindigkeit um die gleiche Achse aufzuweisen, und die drehbaren Elemente bei zumindest einer anderen Betriebsbedingung getrennte Drehzahlen aufweisen können. Zwei drehbare Elemente sind antreibbar verbunden, wenn sie durch einen Leistungsflusspfad verbunden sind, der ihre Drehgeschwindigkeiten dahingehend einschränkt, dass sie zu einem festen Drehzahlverhältnis proportional sind. Wenn der Leistungsflusspfad in allen Betriebszuständen eingerichtet ist, dann sind die Komponenten fest antreibbar verbunden. Wenn der Leistungsflusspfad nur dann eingerichtet ist, wenn ein oder mehrere Schaltelemente in Eingriff stehen, dann sind die Komponenten selektiv antreibbar verbunden.
Die 1, 2A und 2B veranschaulichen eine erste Anordnung für ein leistungsverzweigtes Hybridachsgetriebe. Leistung wird von einer Brennkraftmaschine an der Eingangswelle 10 bereitgestellt. Bei relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird diese Leistung durch den Planetenradsatz 12 in zwei Leistungsflusspfade aufgeteilt. Einer der Leistungsflusspfade ist vollkommen mechanisch. In dem anderen Leistungsflusspfad wird mechanische Leistung durch den Generator 14 in elektrische Leistung umgewandelt und wird dann durch den Traktionsmotor 16 zurück in mechanische Leistung umgewandelt. Bei einigen Betriebsbedingungen kann ein Teil der Leistung in diesem elektrischen Leistungsflusspfad für eine spätere Verwendung zu einer Batterie umgeleitet werden. Bei anderen Betriebsbedingungen kann Leistung von der Batterie zu dem elektrischen Leistungsflusspfad hinzugefügt werden. Die Leistung der zwei Leistungsflusspfade wird an der Vorgelegewelle 18 kombiniert, bevor sie über das Differential 20 an die Fahrzeugräder abgegeben wird. Der Generator 14 und der Traktionsmotor 16 sind jeweils umkehrbare elektrische Maschinen, die dazu in der Lage sind, mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln und umgekehrt. Sie können zum Beispiel synchrone Wechselstrommotoren sein, die über zugehörige Wechselrichter mit einem Gleichstrombus verbunden sind. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten kann die Leistung in dem elektrischen Leistungsflusspfad in der entgegengesetzten Richtung fließen, wodurch eine Bedingung von zurückgeführter Leistung hergestellt wird.
Der Träger 22 des Planetenradsatzes 12 ist fest mit der Eingangswelle 10 gekoppelt. Das Sonnenrad 24 ist über die Zahnräder 26 und 28 antreibbar mit dem Rotor des Generators 14 verbunden. Insbesondere ist das Zahnrad 26 durch die Welle 30 fest mit dem Sonnenrad 24 gekoppelt und greift kontinuierlich mit dem Zahnrad 28 ineinander, das durch die Welle 32 fest mit dem Rotor des Generators 14 gekoppelt ist. Alternativ könnte das Sonnenrad 24 über eine Kette und ein Zahnrad antreibbar mit dem Rotor des Generators 14 verbunden sein. Das Hohlrad 34 weist eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung auf. Die Eingangswelle 10, das Zahnrad 28, das Sonnenrad 24, der Träger 22 und das Hohlrad 34 sind alle für die Drehung um eine erste Achse gelagert. Ein Satz von Planetenrädern 36 ist für die Drehung in Bezug auf den Träger 22 gelagert und greift mit dem Sonnenrad 24 und der Innenverzahnung des Hohlrads 34 ineinander. Der Rotor des Generators 14 ist für die Drehung um eine zweite Achse parallel zu und versetzt von der ersten Achse gelagert.
Die Vorgelegewelle 18 ist für die Drehung um eine dritte Achse parallel zu und versetzt von der ersten und zweiten Achse gelagert. Zwei Zahnräder, 38 und 40, sind fest mit der Vorgelegewelle 18 gekoppelt. Das Zahnrad 38 greift mit der Außenverzahnung des Hohlrads 34 ineinander. Die Zahnräder 34 und 38 stellen den mechanischen Leistungsflusspfad dar. Das Zahnrad 40 greift mit einem Zahnrad 42 ineinander, das fest mit einem Träger 44 des Differentials 20 gekoppelt ist. Eine Anzahl von Planetenkegelrädern 46 ist für die Drehung in Bezug auf den Differentialträger 44 gelagert. Die Planetenkegelräder greifen jeweils sowohl mit dem linken als auch mit dem rechten Seitenkegelrad 48 und 50 ineinander. Das linke und das rechte Seitenkegelrad 48 und 50 sind jeweils fest mit der linken und rechten Halbwelle 52 und 54 gekoppelt, um Leistung auf die linken und rechten Räder zu übertragen. Das Zahnrad 42, der Differentialträger 44 und das linke und rechte Seitenkegelrad 48 und 50 sind jeweils für die Drehung um eine vierte Achse parallel zu und versetzt von der ersten, zweiten und dritten Achse gelagert. Die linke und die rechte Halbwelle 52 und 54 können Kreuzgelenke beinhalten, um leichte Unterschiede zwischen der fünften Achse und den Drehachsen der linken und rechten Räder auszugleichen.
Der Rotor des Traktionsmotors 16 ist für die Drehung um eine fünfte Achse parallel zu und versetzt von der ersten, zweiten, dritten und vierten Achse gelagert. Das Zahnrad 56 ist fest mit einer Rotorwelle 58 des Traktionsmotors 16 gekoppelt. Das Zahnrad 56 greift mit der Außenverzahnung des Hohlrads 34 ineinander. Das Hohlrad 34 dient als Losrad, um Leistung vom Zahnrad 56 auf das Zahnrad 38 auf der Vorgelegewelle 18 zu übertragen. Das Zahnrad 38 weist einen größeren Durchmesser als das Zahnrad 42 auf, wodurch eine Drehmomentvervielfachung bereitgestellt wird. Der elektrische Leistungsflusspfad beinhaltet das Zahnrad 26, das Zahnrad 28, den Generator 14, den Traktionsmotor 16, das Zahnrad 56, das Zahnrad 34 und das Zahnrad 38.
Es ist zu beachten, dass sich die gesamte Verzahnung in zwei Zahnradebenen befindet. Die Zahnräder 56 und 18, der Planetenradsatz 12 und das Differential 20 befinden sich in einer ersten Zahnradebene. Die Zahnräder 26, 28, 40 und 42 befinden sich in einer zweiten Zahnradebene. Eine geringe Anzahl von Zahnradebenen ermöglicht ein dünnes Getriebe, wodurch mehr Axialraum für die elektrischen Maschinen 14 und 18 bleibt.
Die 2A und 2B zeigen die relative Position der fünf Achsen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Elemente auf der ersten Zahnradebene in 2A mit durchgezogenen Linien gezeigt, während Elemente auf der zweiten Zahnradebene in 2B mit durchgezogenen Linien gezeigt sind. In diesen Figuren ist die Innenverzahnung des Hohlrads 34 als 34a bezeichnet und die Außenverzahnung des Hohlrads 34 als 34b bezeichnet.
Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, über ein Achsgetriebe zu verfügen, das sowohl in radialer als auch in axialer Richtung kompakt ist. Die relativen Positionen der verschiedenen Achsen unterliegen jedoch einer Reihe von Einschränkungen. Die relativen Positionen der ersten und vierten Achse werden durch die relativen Positionen des Verbrennungsmotors und der Vorderräder im Fahrzeug bestimmt. Durch das Anordnen des Generators und des Traktionsmotors nebeneinanderliegend in der gleichen axialen Position wird die axiale Länge des Achsgetriebes verringert. Damit sie nebeneinanderliegend angeordnet werden können, muss der Abstand zwischen der zweiten Achse und der fünften Achse ausreichend sein. Der Traktionsmotor 16 ist aufgrund des relativen Leistungs- und Drehmomentbedarfs typischerweise größer als der Generator 14. Simulationen von Fahrzeugaufprallszenarien haben gezeigt, dass die Positionierung des Traktionsmotors vor der Verbrennungsmotorachse das Risiko von Insassenverletzungen bei einem Unfall senkt. Da der Generator kleiner ist, stellt er bei einem Unfall ein geringeres Risiko für die Insassen dar. Indem die vierte Achse (Vorgelegewelle) tief angeordnet wird, wird das relativ tiefe Anordnen des Generators ermöglicht.
2A und 2B zeigen zudem eine Ölwanne 60. Ein Fluid, wie etwa Automatikgetriebefluid, wird auf die Zahnräder und elektrischen Maschinen verteilt, um Schmierung und Kühlung bereitzustellen. Die Flüssigkeit läuft durch Schwerkraft in die Ölwanne 60, die sich am tiefsten Punkt des Getriebegehäuses befindet.
Die 3, 4A und 4B veranschaulichen eine zweite leistungsverzweigte Hybridanordnung. In dieser Anordnung greift das Zahnrad 56 nicht mit der Außenverzahnung des Hohlrads 34 ineinander. Stattdessen ist ein dediziertes Losrad 62 auf einer sechsten Achse bereitgestellt. Das Losrad 62 greift mit dem Zahnrad 56 und dem Zahnrad 38 ineinander. Das dedizierte Losrad ermöglicht, dass sich der Traktionsmotor 16 weiter vorne befinden kann. Durch das Verschieben des Traktionsmotors 16 weiter nach vorne wird der Abstand zwischen der zweiten Achse und der fünften Achse erhöht, wodurch ermöglicht wird, dass eine oder beide der elektrischen Maschinen einen größeren Durchmesser aufweisen. Elektrische Maschinen mit einem größeren Durchmesser können in der Lage sein, mehr Drehmoment zu erzeugen und/oder können in der axialen Richtung kürzer sein. Das Parksperrenrad 64 ist über die Welle 66 fest mit dem Losrad 62 gekoppelt.
Die 5, 6A und 6B veranschaulichen eine dritte leistungsverzweigte Hybridausführungsform. In dieser Anordnung befinden sich die Zahnräder 56 und 62 in der zweiten Zahnradebene und das Zahnrad 62 greift nicht mit dem Vorgelegewellenzahnrad 38 ineinander. Das Zahnrad 62 ist über die Welle 66 fest mit dem Zahnrad 68 gekoppelt. Das Zahnrad 68 greift mit dem Vorgelegewellenzahnrad 38 ineinander. Das Zahnrad 68 weist einen kleineren Teilkreisdurchmesser auf als das Zahnrad 62, was eine Drehzahlreduzierung und Drehmomentvervielfachung im Leistungsflusspfad vom Traktionsmotor 16 zu der Vorgelegewelle bereitstellt. Dieses zusätzliche Übersetzungsverhältnis ermöglicht es, dass der Durchmesser des Traktionsmotors 16 für einen bestimmten Fahrzeugdrehmomentbedarf kleiner ist oder ermöglicht, dass das Getriebe mit einem bestimmten Motordurchmesser einen höheren Fahrzeugdrehmomentbedarf erfüllen kann.
Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridachsgetriebe bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Planetenradsatz, der eine Sonne, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, die sich auf einer ersten Achse befinden; ein Differential, das sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befindet; eine Vorgelegewelle, die mit dem Differential und dem Hohlrad antreibbar verbunden ist; einen Generator, der mit der Sonne antreibbar verbunden ist, und einen Traktionsmotor, der mit der Vorgelegewelle antreibbar verbunden ist und sich auf einer dritten Achse vor der ersten Achse befindet.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich die Vorgelegewelle auf einer vierten Achse unter der ersten Achse.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich der Generator auf einer fünften Achse hinter der ersten Achse.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Ölwanne, die sich unter dem Differential und der Vorgelegewelle befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Parksperrenrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift, ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist und ein viertes Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridachsgetriebe bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, die sich auf einer ersten Achse befinden; ein Differential, das sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befindet; eine Vorgelegewelle, die mit dem Differential und dem Hohlrad antreibbar verbunden ist und sich auf einer dritten Achse unter der ersten Achse befindet; eine erste elektrische Maschine, die antreibbar mit dem Sonnenrad verbunden ist und sich auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse befindet; und eine zweite elektrische Maschine, die mit der Vorgelegewelle antreibbar verbunden ist und sich auf einer fünften Achse vor der ersten Achse befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Ölwanne, die sich unter dem Differential und der Vorgelegewelle befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Parksperrenrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist und ein viertes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridachsgetriebe bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine erste Ebene von Zahnrädern, die einen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, und ein erstes Zahnrad, das mit dem Hohlrad in Eingriff steht, beinhaltet; und eine zweite Ebene von Zahnrädern, die ein zweites Zahnrad, das fest mit dem Sonnenrad gekoppelt ist, ein drittes Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift und fest mit einem Generator gekoppelt ist, ein viertes Zahnrad, das fest mit dem ersten Zahnrad gekoppelt ist, und ein fünftes Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad ineinandergreift und fest mit einem Differential gekoppelt ist, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die erste Ebene von Zahnrädern ferner ein sechstes Zahnrad, das mit dem Hohlrad ineinandergreift und fest mit einem Traktionsmotor gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform befinden sich der Planetenradsatz und das zweite Zahnrad auf einer ersten Achse; befinden sich das Differential und das fünfte Zahnrad auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse; befinden sich das erste Zahnrad und das vierte Zahnrad auf einer dritten Achse unter der ersten Achse; befinden sich der Generator und das dritte Zahnrad auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse; und befinden sich der Traktionsmotor und das sechste Zahnrad auf einer fünften Achse vor der ersten Achse.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die erste Ebene von Zahnrädern ferner ein sechstes Zahnrad, das fest mit einem Traktionsmotor gekoppelt ist und ein siebentes Zahnrad, das mit dem sechsten Zahnrad und dem ersten Zahnrad ineinandergreift.
Gemäß einer Ausführungsform befinden sich der Planetenradsatz und das zweite Zahnrad auf einer ersten Achse; befinden sich das Differential und das fünfte Zahnrad auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse; befinden sich das erste Zahnrad und das vierte Zahnrad auf einer dritten Achse unter der ersten Achse; befinden sich der Generator und das dritte Zahnrad auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse; befinden sich der Traktionsmotor und das sechste Zahnrad auf einer fünften Achse vor der ersten Achse und befindet sich das siebente Zahnrad auf einer sechsten Achse.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die zweite Ebene von Zahnrädern ferner ein Parksperrenrad, das fest mit dem siebenten Zahnrad gekoppelt ist.

Claims

Hybridachsgetriebe, umfassend: einen Planetenradsatz, der eine Sonne, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, die sich auf einer ersten Achse befinden; ein Differential, das sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befindet; eine Vorgelegewelle, die antreibbar mit dem Differential und dem Hohlrad verbunden ist, einen Generator, der antreibbar mit der Sonne verbunden ist; und einen Traktionsmotor, der antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist und sich auf einer dritten Achse vor der ersten Achse befindet.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 1, wobei sich die Vorgelegewelle auf einer vierten Achse unter der ersten Achse befindet und sich der Generator auf einer fünften Achse hinter der ersten Achse befindet.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 4, das ferner ein Parksperrenrad umfasst, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Traktionsmotor durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift, ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist, und ein viertes Zahnrad, das fest mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe, umfassend: einen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, die sich auf einer ersten Achse befinden; ein Differential, das sich auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befindet; eine Vorgelegewelle, die antreibbar mit dem Differential und dem Hohlrad verbunden ist und sich auf einer dritten Achse unter der ersten Achse befindet; eine erste elektrische Maschine, die antreibbar mit dem Sonnenrad verbunden ist und sich auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse befindet; eine zweite elektrische Maschine, die antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist und sich auf einer fünften Achse vor der ersten Achse befindet; und eine Ölwanne, die sich unter dem Differential und der Vorgelegewelle befindet.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 7, wobei die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und mit einer Außenverzahnung an dem Hohlrad ineinandergreift, und ein zweites Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit der Außenverzahnung am Hohlrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 7, wobei die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 7, wobei die zweite elektrische Maschine durch ein erstes Zahnrad, das fest mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnrad auf einer sechsten Achse, das mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift und ein drittes Zahnrad, das fest mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist, und ein viertes Zahnrad, das fest mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist und mit dem dritten Zahnrad ineinandergreift, antreibbar mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Hybridachsgetriebe, umfassend: eine erste Ebene von Zahnrädern, die Folgendes beinhaltet: einen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, und ein erstes Zahnrad, das mit dem Hohlrad ineinandergreift, und eine zweite Ebene von Zahnrädern, die Folgendes beinhaltet: ein zweites Zahnrad, das fest mit dem Sonnenrad gekoppelt ist, ein drittes Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad ineinandergreift und fest mit einem Generator gekoppelt ist, ein viertes Zahnrad, das fest mit dem ersten Zahnrad gekoppelt ist, und ein fünftes Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad ineinandergreift und fest mit einem Differential gekoppelt ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 11, wobei die erste Ebene von Zahnrädern ferner ein sechstes Zahnrad beinhaltet, das mit dem Hohlrad ineinandergreift und fest mit einem Traktionsmotor gekoppelt ist.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 12, wobei: sich der Planetenradsatz und das zweite Zahnrad auf einer ersten Achse befinden; sich das Differential und das fünfte Zahnrad auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befinden; sich das erste Zahnrad und das vierte Zahnrad auf einer dritten Achse unter der ersten Achse befinden; sich der Generator und das dritte Zahnrad auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse befinden; und sich der Traktionsmotor und das sechste Zahnrad auf einer fünften Achse vor der ersten Achse befinden.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 11, wobei die erste Ebene von Zahnrädern ferner ein sechstes Zahnrad, das fest mit einem Traktionsmotor gekoppelt ist und ein siebentes Zahnrad, das mit dem sechsten Zahnrad und dem ersten Zahnrad ineinandergreift, beinhaltet.
Hybridachsgetriebe nach Anspruch 14, wobei: sich der Planetenradsatz und das zweite Zahnrad auf einer ersten Achse befinden; sich das Differential und das fünfte Zahnrad auf einer zweiten Achse unter und hinter der ersten Achse befinden; sich das erste Zahnrad und das vierte Zahnrad auf einer dritten Achse unter der ersten Achse befinden; sich der Generator und das dritte Zahnrad auf einer vierten Achse hinter der ersten Achse befinden; sich der Traktionsmotor und das sechste Zahnrad auf einer fünften Achse vor der ersten Achse befinden; und sich das siebente Zahnrad auf einer sechsten Achse befindet.