DE102019131574A1 - Gear unit with two planetary gear sets fixed to one another via ring gear and planetary gear carrier, as well as a motor vehicle with such a gear unit - Google Patents

Gear unit with two planetary gear sets fixed to one another via ring gear and planetary gear carrier, as well as a motor vehicle with such a gear unit Download PDF

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Matthieu Rihn
Nicolas FUNALOT
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor (3), einer elektrischen Maschine (4) und einem Getriebeausgang (5) zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentfluss liegendes Planetengetriebe (6) mit einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz (7, 8), wobei die Planetenradsätze (7, 8) jeweils einen zugehörigen Planetenradträger (9, 10), ein Sonnenrad (11, 12) und ein Hohlrad (13, 14) aufweisen, wobei die auf dem Planetenradträger (9) des ersten Planetenradsatzes (7) gelagerten und zum Umlaufen vorgesehenen Planetenräder (15) mit dem Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (7) kämmen, welches im direkten Drehmomentfluss über den Planetenradträger (10) des zweiten Planetenradsatzes (8) zum Getriebeausgang (5) liegt, wobei das Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (7) dauerhaft mit dem Planetenradträger (10) des zweiten Planetenradsatzes (8) wirkverbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (3) und einer elektrischen Maschine (4), die in einer Betriebsart im Drehmomentfluss vor einer Getriebeeingangswelle angeordnet sind, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor (3) und der elektrischen Maschine (4) und der Getriebeeingangswelle (22) andererseits eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit (1) eingesetzt ist.The invention relates to a transmission unit (1) for a hybrid motor vehicle (2) in order to transmit torque at least between an internal combustion engine (3), an electrical machine (4) and a transmission output (5), comprising a planetary gear (6) in the torque flow. with a first and a second planetary gear set (7, 8), the planetary gear sets (7, 8) each having an associated planetary gear carrier (9, 10), a sun gear (11, 12) and a ring gear (13, 14), the Planetary gears (15) mounted on the planetary gear carrier (9) of the first planetary gear set (7) and provided for revolving mesh with the ring gear (13) of the first planetary gear set (7), which in the direct torque flow via the planetary gear carrier (10) of the second planetary gear set (8 ) to the transmission output (5), the ring gear (13) of the first planetary gear set (7) being permanently operatively connected to the planetary gear carrier (10) of the second planetary gear set (8). In addition, the invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine (3) and an electric machine (4), which are arranged in an operating mode in the torque flow in front of a transmission input shaft, with between the internal combustion engine (3) and the electric machine (4) and the transmission input shaft ( 22), on the other hand, a gear unit (1) according to the invention is used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für ein hybrides Kraftfahrzeug, um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einem Getriebeausgang zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentfluss liegendes Planetengetriebe mit einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils einen zugehörigen Planetenradträger, ein Sonnenrad und ein Hohlrad aufweisen, wobei die auf dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes gelagerten und zum Umlaufen vorgesehenen Planetenräder mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes kämmen, welches im direkten Drehmomentfluss über den Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes zum Getriebeausgang liegt.The invention relates to a gear unit for a hybrid motor vehicle in order to pass torque at least between an internal combustion engine, an electrical machine and a gear output, comprising a planetary gear located in the torque flow with a first and a second planetary gear set, the planetary gear sets each having an associated planetary gear carrier, a sun gear and a ring gear, the planet gears mounted on the planet carrier of the first planetary gear set and intended to rotate mesh with the ring gear of the first planetary gear set, which is in the direct torque flow via the planet gear carrier of the second planetary gear set to the transmission output.

Grundsätzlich gibt es bereits Getriebeeinheiten, die elektrische Betriebsarten bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten (EV-Modi) und Verbrennungsarten (ICE-Modi) bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten koppeln. Auch erfreuen sich Dedicated-Hybrid-Transmissions (DHT) zunehmender Beliebtheit.In principle, there are already transmission units that couple electrical operating modes at low vehicle speeds (EV modes) and types of combustion (ICE modes) at high vehicle speeds. Dedicated hybrid transmissions (DHT) are also enjoying increasing popularity.

Prinzipiell sind zwei verschiedene Getriebearchitekturen aus dem Stand der Technik bekannt: Zum Beispiel sind einerseits P2-Parallelhybride bekannt, die mit einer elektrischen Maschine arbeiten, welche sich zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe befindet, wobei eine Trennkupplung dazu dient, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang zu trennen. Der Betrieb kann in diesem Fall im reinen Elektromodus erfolgen, wobei die elektrische Maschine das Drehmoment an das Getriebe und nicht an den Verbrennungsmotor abgibt. Der Vorteil bei dieser Hybridvariante ist, dass es möglich ist, ein bestehendes Getriebe mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung zu verwenden, um den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang zu trennen.In principle, two different transmission architectures are known from the prior art: For example, P2 parallel hybrids are known that work with an electrical machine located between the internal combustion engine and the transmission, with a separating clutch used to separate the internal combustion engine from the drive train . In this case, operation can take place in pure electric mode, with the electric machine delivering the torque to the transmission and not to the internal combustion engine. The advantage of this hybrid variant is that it is possible to use an existing transmission with an electric motor and a separating clutch to separate the internal combustion engine from the drive train.

Andererseits sind seriell, seriell-parallel oder leistungsverzweigte Hybride aus dem Stand der Technik bekannt, bei denen ein vom Verbrennungsmotor angetriebener Generator Strom erzeugt, der zum Antrieb eines Elektromotors verwendet wird, der das Fahrzeug antreibt (Serienbetrieb). Diese Getriebe werden auch Powersplit-Getriebe genannt. In den meisten Anordnungen wird jedoch ein Teil der Leistung des Verbrennungsmotors mechanisch auf die Räder übertragen (Serienparallelbetrieb).On the other hand, serial, serial-parallel or power-split hybrids are known from the prior art, in which a generator driven by the internal combustion engine generates electricity that is used to drive an electric motor that drives the vehicle (series operation). These transmissions are also called power split transmissions. In most arrangements, however, part of the power of the internal combustion engine is transferred mechanically to the wheels (series parallel operation).

Aus dem Stand der Technik ist die DE 10 2016 221 045 A1 bekannt, die eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug betrifft, bei welcher ein Anschluss für eine Verbrennungskraftmaschine, ein Anschluss für eine elektrische Maschine und ein Getriebeteil der Getriebeanordnung miteinander koppelbar angeordnet sind. Der Getriebeteil umfasst dabei einen einfachen Ravigneaux-Planetenradsatz mit zwei Planetengetrieben und einem einzigen Hohlrad. Der Getriebeteil weist weiterhin als kraftschlüssige Schaltelemente zwei Bremsen und zwei Kupplungen auf. Die Veröffentlichung offenbart weiterhin eine Antriebsanordnung mit einer derartigen Getriebeanordnung sowie jeweils einer an diese angeschlossene Verbrennungskraftmaschine und eine angeschlossene elektrische Maschine. Ebenfalls Teil der DE 10 2016 221 045 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antriebsanordnung sowie ein mit einer derartigen Antriebsanordnung ausgestattetes Hybridfahrzeug.From the prior art is that DE 10 2016 221 045 A1 known, which relates to a transmission arrangement for a hybrid vehicle, in which a connection for an internal combustion engine, a connection for an electrical machine and a transmission part of the transmission arrangement are arranged such that they can be coupled to one another. The gear part comprises a simple Ravigneaux planetary gear set with two planetary gears and a single ring gear. The transmission part also has two brakes and two clutches as frictional shifting elements. The publication also discloses a drive arrangement with such a transmission arrangement as well as an internal combustion engine connected to it and a connected electrical machine. Also part of the DE 10 2016 221 045 A1 is a method for operating such a drive arrangement and a hybrid vehicle equipped with such a drive arrangement.

Zusammenfassend scheint die Druckschrift DE 10 2016 221 045 A1 ein Konzept mit zwei Planetenradsätzen und vier Kupplungsvorrichtungen zu offenbaren, um bis zu vier Vorwärtsgänge für den Verbrennungsmotor, zwei Gänge für den Elektromotor, ein Gang des elektrisch stufenlosen Getriebes (EVT, Electrically-Variable-Transmission) und ein Modus zum Standladen abzubilden.In summary, the publication seems DE 10 2016 221 045 A1 to disclose a concept with two planetary gear sets and four clutch devices in order to map up to four forward gears for the combustion engine, two gears for the electric motor, one gear of the electrically continuously variable transmission (EVT, Electrically Variable Transmission) and a mode for stationary charging.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift EP 2 146 855 B1 bekannt, die ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug offenbart, umfassend eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer mit einer Antriebswelle eines Antriebsaggregats zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse zu koppelnden Primärseite und mit einer über eine Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite zur Drehmomentübertragung abgestützten und bezüglich der Primärseite um die Drehachse drehbaren Sekundärseite, eine Kupplungsanordnung mit einem Eingangsbereich, welcher mit der Sekundärseite zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse (A) gekoppelt oder zu koppeln ist, und mit einem durch Reibeingriff mit dem Eingangsbereich zur Drehung koppelbaren Ausgangsbereich, eine Elektromaschine, wobei eine Statoranordnung der Elektromaschine an einer feststehenden Baugruppe getragen oder zu tragen ist und eine Rotoranordnung der Elektromaschine mit dem Ausgangsbereich der Kupplungsanordnung zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse gekoppelt ist, wobei der Eingangsbereich der Kupplungsanordnung mit der Sekundärseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung über eine Hirthverzahnung oder/und eine Steckverbindung mit Relativaxialverschiebbarkeit verbunden oder verbindbar ist, wobei die Kupplungsanordnung ein Gehäuse umfasst und dass ein kupplungsseitiger Teil der Hirthverzahnung oder der Steckverbindung an einem Gehäusenabenbereich ausgebildet ist.Furthermore, the document is from the prior art EP 2 146 855 B1 known, which discloses a hybrid drive system for a vehicle, comprising a torsional vibration damper arrangement with a primary side to be coupled to a drive shaft of a drive unit for common rotation about an axis of rotation and with a secondary side supported by a damper element arrangement with respect to the primary side for torque transmission and rotatable with respect to the primary side about the axis of rotation , a clutch arrangement with an input area which is coupled or to be coupled to the secondary side for common rotation about the axis of rotation (A), and with an output area which can be coupled for rotation by frictional engagement with the input area, an electric machine, with a stator arrangement of the electric machine on a stationary Assembly is carried or to be carried and a rotor assembly of the electric machine is coupled to the output region of the clutch assembly for common rotation about the axis of rotation, the input region of the clutch san arrangement is connected or connectable to the secondary side of the torsional vibration damper arrangement via a Hirth serration and / or a plug connection with relative axial displacement, wherein the coupling arrangement comprises a housing and that a coupling-side part of the Hirth serration or the plug connection is formed on a housing hub area.

Zusätzlich ist aus der Druckschrift WO 2016/075336 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bekannt, aufweisend: eine Eingangswelle, einen ersten Planetengetriebesatz, welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad des ersten Planetengetriebesatzes und einen Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen wenigstens eines der ersten Planetenräder aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, welcher als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad und mit einem zweiten Hohlrad des zweiten Planetengetriebesatzes und zum Kämmen mit einem der ersten Planetenräder aufweist, wobei wenigstens eines der zweiten Planetenräder drehbeweglich vom Planetenträger abgestützt ist, eine erste Bremseinrichtung, ausgestaltet zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads, und eine zweite Bremseinrichtung, ausgestaltet zum lösbaren Festlegen wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, eine erste Trennkupplung, ausgestaltet zur Drehverbindung der Eingangswelle mit wenigstens einem der ersten Getriebeelemente, und eine zweite Trennkupplung, ausgestaltet zur Drehverbindung der Eingangswelle mit einem weiteren der ersten Getriebeelemente oder mit einem der zweiten Getriebeelemente, eine Abtriebswelle, welche mit einem weiteren der zweiten Getriebeelemente drehverbunden ist, eine Elektromaschine, welche mit einem der Getriebeelemente drehverbunden ist.In addition, from the publication WO 2016/075336 a torque transfer device is known, comprising: an input shaft, a first planetary gear set, which as first transmission elements at least a first Planetary gear for meshing with a first sun gear and with a first ring gear of the first planetary gear set and a planet carrier for rotatably supporting at least one of the first planetary gears, a second planetary gear set which, as second gear elements, has at least one second planet gear for meshing with a second sun gear and with a second Ring gear of the second planetary gear set and for meshing with one of the first planetary gears, wherein at least one of the second planetary gears is rotatably supported by the planet carrier, a first braking device designed for releasably securing the second sun gear, and a second braking device designed for releasably securing at least one of the first transmission elements, a first separating clutch designed for rotationally connecting the input shaft to at least one of the first transmission elements, and a second separating clutch designed for rotationally connecting the input shaft with another of the first gear elements or with one of the second gear elements, an output shaft which is rotatably connected to another of the second gear elements, an electric machine which is rotatably connected to one of the gear elements.

Zusätzlich wird auf die Patentveröffentlichung DE 10 2018 130 498 A1 verwiesen, die eine Getriebeeinheit offenbart, für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einem Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz ausgestattet ist, einer mit einem Bestandteil des Planetengetriebes gekoppelten elektrischen Maschine 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 elektrischen Maschine sowie dem Ausgang wirkend eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nicht mehr als vier Schalteinrichtungen zum Umsetzen zumindest zweier unterschiedlicher Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand des Verbrennungsmotors, zumindest einer Getriebeübersetzung in einem Antriebszustand der elektrischen Maschine sowie zumindest einer Getriebeübersetzung in einem Rekuperationszustand der elektrischen Maschine durch ihre aktivierten sowie deaktivierten Stellungen vorhanden sind.In addition, reference is made to the patent publication DE 10 2018 130 498 A1 referenced, which discloses a gear unit for a hybrid motor vehicle, with a planetary gear, wherein the planetary gear is equipped with a first planetary gear set and a second planetary gear set, an electrical machine coupled to a component of the planetary gear and several, each forming a brake or a clutch and shifting devices adjustable between an activated position and a deactivated position, the shifting devices being used to shift different gear ratios between an input that can be coupled to an internal combustion engine and an output and / or between the electrical machine and the output, characterized in that no more than four Switching devices for converting at least two different gear ratios in a drive state of the internal combustion engine, at least one gear ratio in a drive state of the electric machine e and at least one gear ratio are present in a recuperation state of the electrical machine due to their activated and deactivated positions.

Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist, dass es beim Wechsel auf hohe elektrische Maschinenleistungen sehr schwierig ist, diese Maschine in das Getriebe zu integrieren, da die Gesamtgröße des Antriebsstrangs unverhältnismäßig zunimmt. Die Platzbeschränkungen bei der Anordnung der Maschine zwischen Motor und Getriebe erfordern eine Umstellung auf Permanentmagnetmaschinen, die sehr aufwändig in der Herstellung sind. Andererseits zeigen Simulationen, dass mit zunehmender Leistung des elektrischen Systems im Vergleich zum Verbrennungsmotor weniger Übersetzungen erforderlich sind, um die gleiche Fahrzeugleistung zu erreichen. Mit anderen Worten, im Stand der Technik sind Getriebeeinheiten offenbart, die in Bezug auf die Leistung sehr schwerfällig und komplex sind.The disadvantage of the known prior art is that when changing to high electrical machine outputs it is very difficult to integrate this machine into the transmission, since the overall size of the drive train increases disproportionately. The space restrictions when arranging the machine between the motor and the gearbox require a switch to permanent magnet machines, which are very complex to manufacture. On the other hand, simulations show that as the performance of the electrical system increases compared to the combustion engine, fewer gear ratios are required to achieve the same vehicle performance. In other words, the prior art discloses gear units which are very cumbersome and complex in terms of performance.

Die Nachteile liegen u.a. somit in dem Mehrgewicht und in den Kosten, die durch den Einsatz von zwei Elektromaschinen entstehen, während nur eine tatsächlich für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Wenn bspw. im Serienbetrieb ein 60 kW-Elektromotor für den Antrieb des Fahrzeugs benötigt wird, wird auch ein 60 kW-Generator benötigt. Es muss somit die doppelte Antriebsleistung an Bord genommen werden. Die bekannten Konzepte sind außerdem nachteilig, da der Elektromotor jeweils eine zusätzliche Übersetzung benötigt, sodass die beiden elektrischen Gänge an die hohen Drehzahlen anpassbar sind. Diese zusätzliche Übersetzung führen zu einem Effizienzverlust bei der rein elektrischen Fahrt.The disadvantages are, among other things, the additional weight and the costs that arise from the use of two electric machines, while only one is actually used to drive the vehicle. If, for example, a 60 kW electric motor is required to drive the vehicle in series operation, a 60 kW generator is also required. So twice the drive power has to be taken on board. The known concepts are also disadvantageous because the electric motor each requires an additional gear ratio so that the two electric gears can be adapted to the high speeds. This additional gear ratio leads to a loss of efficiency when driving purely on electric power.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effizientere, kompaktere und einfacher zu fertigende Getriebeeinheit zur Verfügung zu stellen, die optimierte Übersetzungsverhältnisse aufweist. Auch sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile abgestellt oder wenigstens gemindert werden.It is the object of the present invention to provide a more efficient, more compact and easier to manufacture gear unit which has optimized transmission ratios. The disadvantages known from the prior art are also intended to be eliminated or at least reduced.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Getriebeeinheit, umfassend einen ersten Planetenträger, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes dauerhaft mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes wirkverbunden ist.In a generic transmission unit comprising a first planetary carrier, this object is achieved according to the invention in that the ring gear of the first planetary gear set is permanently operatively connected to the planetary gear carrier of the second planetary gear set.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Anzahl an vorhandenen Schalteinrichtungen in vorteilhafter Weise reduziert, wobei dennoch verschiedene Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand des Verbrennungsmotors sowie der elektrischen Maschine eine ausreichende Leistungswandlung ermöglichen. In besonders vorteilhafter Weise wird keine Trennkupplung für den Verbrennungsmotor benötigt (ICE-Trennkupplung), da die erste und die zweite Kupplung, also die Kupplung des ersten Planetenradsatzes und die Kupplung des zweiten Planetenradsatzes, diese Funktion bereits erfüllen. Somit ist insgesamt eine Getriebeeinheit bereitgestellt, die insgesamt effizienter, kompakter und einfacher zu fertigen ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Getriebeeinheiten.In such an embodiment according to the invention, the number of switching devices present is advantageously reduced, with different gear ratios nevertheless enabling sufficient power conversion in a drive state of the internal combustion engine and of the electrical machine. In a particularly advantageous manner, no separating clutch is required for the internal combustion engine (ICE separating clutch), since the first and the second clutch, i.e. the clutch of the first planetary gear set and the clutch of the second planetary gear set, already fulfill this function. Overall, a gear unit is thus provided which is overall more efficient, more compact and easier to manufacture than the gear units known from the prior art.

Das neu geschaffene Getriebe hat die Eigenschaften, dass es 2 bis 4 Gänge aufweist, die für den Antrieb des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrt durch den Verbrennungsmotor verwendbar sind. Des Weiteren weist es 1 bis 2 Gänge für den Antrieb des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrt durch den Elektromotor auf und mindestens einen Rückwärtsgang im Elektromodus. Damit wird dem Trend gerecht, 3 bis 6 Gänge für den Antrieb des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrt durch den Verbrennungsmotor und 1 bis 3 Gänge für den Antrieb des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrt durch den Elektromotor zu stellen.The newly created transmission has the characteristics that it has 2 to 4 gears, which can be used for driving the vehicle forward by the internal combustion engine. Furthermore, it has 1 to 2 gears for driving the vehicle in forward travel by the electric motor and at least one reverse gear in electric mode. This is in line with the trend to set 3 to 6 gears for driving the vehicle forward by the internal combustion engine and 1 to 3 gears for driving the vehicle in forward driving by the electric motor.

Die Anzahl der mit dem Elektromotor verbundenen Gänge ist auf die Bedürfnisse eines Hybridfahrzeugs abgestimmt, wodurch keine unnötige Ausrüstung zum Erreichen von 6 oder 8 Gängen nötig ist. Die 2 elektrischen Gänge ermöglichen es, den Betrieb der elektrischen Maschine in ihren Drehzahl- und Drehmomentbereichen dort anzupassen, wo sie am effizientesten ist. Dadurch wird auch ein hohes Raddrehmoment für den Fahrzeugstart erreicht, während die Maschinendrehzahlen für höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten reduziert werden.The number of gears connected to the electric motor is tailored to the needs of a hybrid vehicle, which means that no unnecessary equipment is required to achieve 6 or 8 gears. The 2 electrical gears make it possible to adapt the operation of the electrical machine in its speed and torque ranges where it is most efficient. As a result, a high wheel torque is also achieved for vehicle start-up, while the engine speeds are reduced for higher vehicle speeds.

Mit anderen Worten wird somit eine Lösung des erfindungsgemäßen Getriebes präsentiert, die

  • - nicht mehr als vier Kupplungen umfasst,
  • - mindestens zwei elektrische Gänge umfasst, die es ermöglichen, den Elektromotor ohne zusätzliche Übersetzung für einen optimalen Wirkungsgrad zu verwenden,
  • - einen Electrically-Variable-Transmission-Modus (EVT-Modus) aufweist, der es ermöglicht, den Verbrennungsmotor für den Fahrzeugstart ohne Startkupplung zu verwenden, und feste Übersetzungen bereitstellt, die zusammen mindestens vier gleichbleibende Übersetzungen für den Verbrennungsmotor darstellen und
  • - kohärente Möglichkeiten vereinfachter Versionen durch Entfernen einer oder mehrerer Kupplungen möglich macht, um Varianten mit weniger Funktionen - aber auch kostengünstiger - zu erhalten.
In other words, a solution of the transmission according to the invention is thus presented, which
  • - includes no more than four couplings,
  • - includes at least two electrical gears that allow the electric motor to be used without additional transmission for optimum efficiency,
  • - Has an Electrically Variable Transmission Mode (EVT mode), which makes it possible to use the internal combustion engine for starting the vehicle without a starter clutch, and provides fixed translations which together represent at least four constant ratios for the internal combustion engine and
  • - Makes coherent possibilities of simplified versions possible by removing one or more couplings in order to obtain variants with fewer functions - but also more cost-effectively.

Die erfindungsgemäße Idee besteht somit darin, ein Dedicated-Hybrid-Transmission (DHT-Konzept) vorzuschlagen, welches mindestens folgende Elemente umfasst:

  • - zwei Planetenradsätze,
  • - vier Schaltelemente (zwei Bremsen und zwei Kupplungen) und
  • - eine Elektromaschine.
The idea according to the invention is therefore to propose a dedicated hybrid transmission (DHT concept) which comprises at least the following elements:
  • - two planetary gear sets,
  • - four switching elements (two brakes and two clutches) and
  • - an electric machine.

Mit den vorgestellten Elementen des Dedicated-Hybrid-Transmissions werden folgende Funktionen erfüllt:

  • - Ein Electrical-Vehicle-Transmission-Modus (EVT-Modus)
  • - vier Vorwärtsgänge im Verbrennerbetrieb (ICE-Vorwärts-Gänge)
  • - zwei elektrische Gänge, die vorwärts und rückwärts verwendet werden können.
  • - Laden im Stillstand und die
  • - Möglichkeit des Boostens und der Rekuperation in den ICE-Gängen.
With the presented elements of the dedicated hybrid transmission, the following functions are fulfilled:
  • - An electrical vehicle transmission mode (EVT mode)
  • - four forward gears in combustion mode (ICE forward gears)
  • - two electric gears that can be used forwards and backwards.
  • - Loading at a standstill and the
  • - Possibility of boosting and recuperation in the ICE aisles.

Es wird in vorteilhafter Weise keine ICE-Trennkupplung benötigt, da die erste Kupplung und die zweite Kupplung (K1 und K2) diese Funktion erfüllen. Die E-Maschine kann koaxial oder achsparallel, bspw. mit Kette oder Stirnrad, zum Verbrennungsmotor angeordnet sein. Es sei weiterhin darauf verwiesen, dass konsistente Möglichkeiten vereinfachter Ausführungen durch Entfernen einer oder mehrerer Kupplungen bereitstellbar sind.Advantageously, no ICE separating clutch is required, since the first clutch and the second clutch ( K1 and K2 ) fulfill this function. The electric machine can be arranged coaxially or axially parallel to the internal combustion engine, for example with a chain or spur gear. It should also be pointed out that consistent options for simplified designs can be made available by removing one or more couplings.

Ein Planetenradsatz wird auch als Teilplanetengetriebe bezeichnet, wobei jedes Teilplanetengetriebe ein Sonnenrad, einen Planetenradträger mit umlaufenden Planetenrädern und ein Hohlrad umfasst.A planetary gear set is also referred to as a partial planetary gear, each partial planetary gear comprising a sun gear, a planetary gear carrier with rotating planetary gears and a ring gear.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

In einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die elektrische Maschine mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes dauerhaft wirkverbunden ist. Durch diese Ausführungsform wird in vorteilhafter Weise ein direkter Drehmomentenübertrag der elektrischen Maschine auf das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes bewirkt, wodurch eine bauraumoptimierte und gewichtsoptimierte Getriebeeinheit bereitgestellt ist. Dadurch, dass keine zwischengeschalteten Zahnradsätze vorhanden sind, wird zusätzlich eine besonders effiziente Kraftübertragung bereitgestellt.In a further embodiment, it is advantageous if the electrical machine is permanently operatively connected to the ring gear of the second planetary gear set. This embodiment advantageously brings about a direct torque transfer from the electrical machine to the ring gear of the second planetary gear set, as a result of which a space-optimized and weight-optimized transmission unit is provided. The fact that there are no interposed gearwheel sets additionally provides a particularly efficient power transmission.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Sonnenrädern der jeweiligen Planetenradsätze und dem Verbrennungsmotor eine erste Schaltvorrichtung vorgesehen ist, welche das bereitgestellte Drehmoment im geschalteten Zustand an die jeweiligen Sonnenräder überträgt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Schaltvorrichtung eine Kupplung, die das durch den Verbrennungsmotor bereitgestellte Drehmoment im geschalteten, d. h. im aktivierten Zustand, direkt an das erste und das zweite Sonnenrad überträgt, sodass eine besonders effiziente Kraftübertragung gegeben ist. Durch die erste Schaltvorrichtung lassen sich somit die Sonnenräder beider Planetenradsätze ansteuern.It is also advantageous if a first switching device is provided between the sun gears of the respective planetary gear sets and the internal combustion engine, which transmits the torque provided to the respective sun gears in the switched state. In a particularly advantageous embodiment, the first shifting device is a clutch that controls the torque provided by the internal combustion engine in the shifted, i. E. H. in the activated state, transmits directly to the first and second sun gear, so that a particularly efficient power transmission is given. The sun gears of both planetary gear sets can thus be controlled by the first switching device.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltungsform ist zwischen einem Gehäuse des Planetengetriebes, dem Verbrennungsmotor und dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes eine zweite Schalteinrichtung vorgesehen, die im aktivierten Zustand dazu ausgebildet ist, entweder den Verbrennungsmotor mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes oder das Gehäuse mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes oder selektiv den Verbrennungsmotor mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes und das Gehäuse mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes zu verbinden. Die zweite Schalteinrichtung ist grundsätzlich dazu vorgesehen, den ersten Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes anzusteuern bzw. bedarfsweise festzulegen oder loszulassen.In a further preferred embodiment, a second switching device is provided between a housing of the planetary gear, the internal combustion engine and the planetary gear carrier of the first planetary gear set, which in the activated state is designed to either switch the internal combustion engine with the planetary gear carrier of the first planetary gear set or the housing with the planetary gear carrier of the first Planetary gear set or selectively to connect the internal combustion engine with the planetary gear carrier of the first planetary gear set and the housing with the planetary gear carrier of the first planetary gear set. The second switching device is basically provided to control the first planetary gear carrier of the first planetary gear set or, if necessary, to fix or release it.

Es hat sich bewährt, wenn die zweite Schalteinrichtung zumindest eine feststellbare Bremse und eine aktivierbare Kupplung umfasst. In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die zweite Schaltvorrichtung aus einer Bremse und einer Kupplung, wobei die Bremse die Drehmomentenübertragung zwischen dem Gehäuse der Getriebeeinheit und dem Planetenradträger bewirkt und dass die Kupplung den Drehmomentübertrag von dem Verbrennungsmotor an den Planetenradträger bewirkt. Es kann somit eine besonders effiziente Drehmomentenübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Planetenradträger bzw. zwischen Gehäuse und Planetenradträger bewirkt sein. Zusätzlich ist durch die Integration der Bremse und der Kupplung in die zweite Schaltvorrichtung eine besonders bauraumoptimierte Schaltvorrichtung bereitgestellt, die insbesondere den Bauraum in axialer Richtung verkürzt.It has proven useful if the second switching device comprises at least one lockable brake and one activatable clutch. In an advantageous embodiment, the second switching device consists of a brake and a clutch, the brake causing the torque transmission between the housing of the gear unit and the planetary gear carrier and the clutch causing the torque to be transferred from the internal combustion engine to the planetary gear carrier. A particularly efficient torque transmission can thus be brought about between the internal combustion engine and the planetary gear carrier or between the housing and the planetary gear carrier. In addition, the integration of the brake and the clutch in the second switching device provides a switching device that is particularly space-optimized and, in particular, shortens the installation space in the axial direction.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltungsform ist zwischen dem Gehäuse und dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes eine dritte Schaltvorrichtung ausgebildet ist, die im aktivierten Zustand das jeweilige Sonnenrad des ersten und des zweiten Planetenradsatzes an dem Gehäuse festsetzt. Durch diese dritte Schaltvorrichtung, die vorzugsweise als Bremse ausgebildet ist, wird im geschlossenen Zustand eine besonders effiziente Drehmomentübertragung zwischen den beiden Sonnenrädern des ersten und des zweiten Planetenradsatzes bewirkt.In a further preferred embodiment, a third switching device is formed between the housing and the sun gear of the second planetary gear set, which in the activated state fixes the respective sun gear of the first and second planetary gear sets on the housing. This third switching device, which is preferably designed as a brake, brings about a particularly efficient torque transmission between the two sun gears of the first and second planetary gear sets in the closed state.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Schaltvorrichtung radial innenliegend von der zweiten Schaltvorrichtung angeordnet, wobei vorzugsweise beide Schaltvorrichtungen zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sind. Dadurch, dass die erste Schaltvorrichtung direkt unterhalb der zweiten Schaltvorrichtung angeordnet ist, also diese beiden Schaltvorrichtung in einer axialen Ebene positioniert sind, wird in axialer Richtung ein sehr bauraumoptimiertes Getriebe bereitgestellt. Durch die direkte Anbindung beider Schaltvorrichtungen zueinander, wird ergo ein sehr kompaktes Getriebe geschaffen.In a further preferred embodiment, the first switching device is arranged radially on the inside of the second switching device, wherein preferably both switching devices are arranged at least partially axially overlapping. Because the first shifting device is arranged directly below the second shifting device, that is to say these two shifting devices are positioned in an axial plane, a very space-saving transmission is provided in the axial direction. The direct connection of the two switching devices to one another creates a very compact transmission.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltungsform ist ein mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes dauerhaft gekoppeltes Drehmomentenausgangsbauteil an dem Gehäuse drehgelagert. Damit ist das Drehmomentenausgangsbauteil in vorteilhafter Weise sowohl radial gestützt als auch axial gehaltert, wobei zur Lagerung des Drehmomentenausgangsbauteils Gleitlager oder Wälzlager verwendet werden können.In a further preferred embodiment, a torque output component permanently coupled to the planetary gear carrier of the second planetary gear set is rotatably mounted on the housing. The torque output component is thus advantageously both radially supported and axially supported, it being possible to use plain bearings or roller bearings to support the torque output component.

In vorteilhafter Weise kann durch diese Ausführungsform ein ausreichend hohes Drehmoment bei einem platzsparenden konstruktiven Aufbau übertragen werden. In einer weiteren Ausgestaltungsform ist das Drehmomenentausgangsbauteil als Stirnrad ausgebildet ist, welches vorzugsweise schräg- oder geradeverzahnt ist, wodurch ein ausreichendes Drehmoment bei entsprechender Laufruhe zum Getriebeausgang übertragen werden kann. Bei der Schrägverzahnung wird eine bessere Laufruhe bzw. eine geringere Geräuschentwicklung bewirkt, da jedes Zahnradpaar mit einem kontinuierlichen Übergang in und aus dem Eingriff läuft und somit die Übertragung des Drehmoments gleichmäßiger verläuft. Bei der Schrägverzahnung ist weiterhin in vorteilhafter Weise bei gleicher Zähnezahl die Zahnfuß- und die Grübchentragfähigkeit größer. Bei geradeverzahnten Stirnrädern sind die Herstellkosten in vorteilhafter Weise geringer.This embodiment advantageously allows a sufficiently high torque to be transmitted with a space-saving structural design. In a further embodiment, the torque output component is designed as a spur gear, which is preferably helical or straight-toothed, as a result of which sufficient torque can be transmitted to the transmission output with correspondingly smooth running. With the helical gearing, smoother running or less noise is produced, since each gear pair runs with a continuous transition into and out of mesh and thus the transmission of the torque proceeds more evenly. In the case of the helical toothing, the tooth root and the dimple load-bearing capacity are advantageously greater with the same number of teeth. In the case of straight-toothed spur gears, the manufacturing costs are advantageously lower.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, die in einer Betriebsart im Drehmomentfluss vor einer Getriebeeingangswelle angeordnet sind, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle andererseits eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit eingesetzt ist.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine and an electrical machine, which are arranged in one operating mode in the torque flow in front of a transmission input shaft, with a transmission unit according to the invention being used between the internal combustion engine and the electrical machine and the transmission input shaft.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer ersten erfindungsgemäßen, in einem teilweise dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten, Getriebeeinheit nach einer ersten Ausführungsform,
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung aller durch die Getriebeeinheit der 1 schaltbaren Gänge,
  • 3 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer zweiten Ausführungsform mit drei Gängen für den Verbrennungsmotor und einem Gang für den Elektromotor,
  • 4 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung von drei schaltbaren Gängen für den Verbrennungsmotor und einem schaltbaren Gang für den Elektromotor durch die Getriebeeinheit der 3,
  • 5 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer dritten Ausführungsformmit vier Gängen für den Verbrennungsmotor und einem Gang für den Elektromotor,
  • 6 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung von vier schaltbaren Gängen für den Verbrennungsmotor und einem schaltbaren Gang für den Elektromotor durch die Getriebeeinheit der 5,
  • 7 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer vierten Ausführungsform mit zwei Gängen für den Verbrennungsmotor und zwei Gängen für den Elektromotor,
  • 8 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung von zwei schaltbaren Gängen für den Verbrennungsmotor und zwei schaltbaren Gängen für den Elektromotor durch die Getriebeeinheit der 7,
  • 9 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer fünften Ausführungsform mit einem Gang für den Verbrennungsmotor, zwei Gängen für den Elektromotor und einem EVT-Gang,
  • 10 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung von einem schaltbaren Gang für den Verbrennungsmotor und zwei schaltbaren Gängen für den Elektromotor durch die Getriebeeinheit der 9,
  • 11 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung / Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach einer sechsten Ausführungsform mit einem Gang für den Verbrennungsmotor und zwei Gängen für den Elektromotor,
  • 12 ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung von einem schaltbaren Gang für den Verbrennungsmotor und zwei schaltbaren Gängen für den Elektromotor durch die Getriebeeinheit der 11 und
  • 13 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges samt der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit, wobei die Getriebeeinheit an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges sowie in einer Queranordnung mit dem Verbrennungsmotor eingesetzt ist.
The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. Show it:
  • 1 a schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a first transmission unit according to the invention, used in a partially shown drive train of a motor vehicle, according to a first embodiment,
  • 2 a diagram illustrating all of the through the gear unit of the 1 switchable gears,
  • 3rd a further schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a transmission unit according to the invention according to a second embodiment with three gears for the internal combustion engine and one gear for the electric motor,
  • 4th a further diagram to illustrate three shiftable gears for the internal combustion engine and one shiftable gear for the electric motor through the transmission unit of FIG 3rd ,
  • 5 a further schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a transmission unit according to the invention according to a third embodiment with four gears for the internal combustion engine and one gear for the electric motor,
  • 6th a further diagram to illustrate four shiftable gears for the internal combustion engine and one shiftable gear for the electric motor through the transmission unit of FIG 5 ,
  • 7th a further schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a transmission unit according to the invention according to a fourth embodiment with two gears for the internal combustion engine and two gears for the electric motor,
  • 8th a further diagram to illustrate two shiftable gears for the internal combustion engine and two shiftable gears for the electric motor by the gear unit of FIG 7th ,
  • 9 a further schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a transmission unit according to the invention according to a fifth embodiment with one gear for the internal combustion engine, two gears for the electric motor and one EVT gear,
  • 10 a further diagram to illustrate a shiftable gear for the internal combustion engine and two shiftable gears for the electric motor by the transmission unit of FIG 9 ,
  • 11 a further schematic longitudinal sectional view / basic sketch of a transmission unit according to the invention according to a sixth embodiment with one gear for the internal combustion engine and two gears for the electric motor,
  • 12th a further diagram to illustrate a shiftable gear for the internal combustion engine and two shiftable gears for the electric motor by the transmission unit of FIG 11 and
  • 13th a schematic representation of a motor vehicle including the transmission unit according to the invention, the transmission unit being 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 nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.The figures are only of a schematic nature and are only used for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. In principle, the features of the various exemplary embodiments can be freely combined with one another.

In der 1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit 1 gut zu erkennen. Die in diesem Antriebsstrang eingesetzte Getriebeeinheit 1 ist als Hybridgetriebe realisiert und alternativ auch als solches bezeichnet. Eine bevorzugte Position der Getriebeeinheit 1 des Antriebsstranges ist in der 13 in einem schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 2, hier einem PKW, dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass die Getriebeeinheit mit dem Antriebsstrang an einer Vorderachse des Kraftfahrzeuges 2 wirkend eingesetzt ist. Natürlich kann auch die Hinterachse gewählt werden.In the 1 is a drive train of a motor vehicle of a transmission unit according to the invention 1 clearly visible. The gear unit used in this drive train 1 is realized as a hybrid transmission and alternatively also referred to as such. A preferred position of the gear unit 1 of the drive train is in the 13th in a schematically shown motor vehicle 2 , shown here in a car. It can be seen here that the transmission unit with the drive train is on a front axle of the motor vehicle 2 is used effectively. Of course, the rear axle can also be selected.

Gemäß der Ausbildung als Hybridgetriebe wird die Getriebeeinheit 1 von einem Verbrennungsmotor 3 und einer elektrische Maschine 4 angetrieben, wobei das Abtriebsmoment an einen Getriebeausgang 5 weitergeleitet wird. Diese Getriebeeinheit 1 weist ein zweistufiges Planetengetriebe 6 sowie eine mit diesem Planetengetriebe 6 wirkverbundene elektrische Maschine 4 auf. Demnach weist das Planetengetriebe 6 einen ersten Planetenradsatz 7 auf, der eine erste Getriebestufe bzw. ein erstes Teilgetriebe des Planetengetriebes 7 bildet, und einen zweiten Planetenradsatz 8 auf, der eine zweite Stufe bzw. ein zweites Teilgetriebe des Planetengetriebes 6 bildet.According to the training as a hybrid transmission, the transmission unit 1 from an internal combustion engine 3rd and an electric machine 4th driven, the output torque to a transmission output 5 is forwarded. This gear unit 1 has a two-stage planetary gear 6th as well as one with this planetary gear 6th Operationally connected electrical machine 4th on. Accordingly, the planetary gear 6th a first planetary gear set 7th on, the a first gear stage or a first sub-gear of the planetary gear 7th forms, and a second planetary gear set 8th on, the a second stage or a second sub-gear of the planetary gear 6th forms.

Der erste Planetenradsatz 7 bzw. einzelne Planetenräder befindet / befinden sich einerseits mit einem ersten Sonnenrad 11, andererseits mit einem ersten Hohlrad 13 in Zahneingriff. Der erste Planetenradsatz 7 ist mit seinen einzelnen (ersten) Planetenrädern auf einem ersten Planetenradträger 9 verdrehbar angeordnet. Es ist zu erkennen, dass das erste Hohlrad 13 gleichzeitig eine feste Verbindung zu dem zweiten Planetenradträger 10 bildet, welcher wieder an den Getriebeausgang 5 angebunden bzw. dauerhaft drehfest mit dieser verbunden ist. Die einzelnen (zweiten) Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes 8 befinden sich zudem in Zahneingriff mit einem zweiten Sonnenrad 12 und einem zweiten Hohlrad 14. Das zweite Hohlrad 14 ist des Weiteren dauerhaft drehfest mit der elektrischen Maschine 4 verbunden. Das erste Hohlrad 13 und der zweite Planetenradträger 10 sind drehfest und somit drehmomentleitend mit dem Getriebeausgang 5 der Getriebeeinheit 1 verbunden. Die Planetenräder sind mit dem Bezugszeichen 15 versehen.The first planetary gear set 7th or individual planet gears is / are on the one hand with a first sun gear 11 , on the other hand with a first ring gear 13th in mesh. The first planetary gear set 7th is with its individual (first) planet gears on a first planet carrier 9 arranged rotatably. It can be seen that the first ring gear 13th at the same time a fixed connection to the second planet carrier 10 forms, which is back to the transmission output 5 tied or permanently non-rotatably connected to this. The individual (second) planet gears of the second planetary gear set 8th are also in mesh with a second sun gear 12th and a second ring gear 14th . The second ring gear 14th is also permanently rotatable with the electrical machine 4th connected. The first ring gear 13th and the second planet carrier 10 are non-rotatable and therefore transferring torque to the gearbox output 5 the gear unit 1 connected. The planet gears are identified by the reference number 15th Mistake.

Die elektrische Maschine 4 weist typischerweise einen Stator und einen relativ zu dem Stator verdrehbar gelagerten Rotor auf, wobei der Rotor innerhalb des Stators drehbar aufgenommen ist. Der Rotor und der Stator bilden eine Stator-/Rotoreinheit. Der Rotor ist dabei typischerweise drehfest auf einer Triebwelle der elektrischen Maschine 4 angebracht, wobei die Triebwelle mit ihrer Drehachse an dem zweiten Hohlrad 14 angebunden ist. Folglich ist die elektrische Maschine 4 mit dem zweiten Hohlrad 14 wirkverbunden. In weiteren Ausführungen ist die elektrische Maschine 4 mit ihrer Stator-/Rotoreinheit auch nicht zwangsläufig koaxial zu der zentralen Drehachse 24 angeordnet, sondern beispielsweise mit ihrem Drehmomentenausgangsbauteil koaxial zur zentralen Drehachse 7 angeordnet. Die Triebwelle des Verbrennungsmotors 3 ist über eine erste Schaltvorrichtung 18 mit den jeweiligen Sonnenrädern 11, 12 des ersten und des zweiten Planetenradsatzes 7, 8 rotatorisch gekoppelt.The electric machine 4th typically has a stator and a rotor rotatably mounted relative to the stator, wherein the Rotor is rotatably received within the stator. The rotor and the stator form a stator / rotor unit. The rotor is typically rotationally fixed on a drive shaft of the electrical machine 4th attached, the drive shaft with its axis of rotation on the second ring gear 14th is connected. Hence the electric machine 4th with the second ring gear 14th effectively connected. The electrical machine is in further versions 4th with their stator / rotor unit also not necessarily coaxial with the central axis of rotation 24 arranged, but for example with its torque output component coaxial to the central axis of rotation 7th arranged. The drive shaft of the internal combustion engine 3rd is via a first switching device 18th with the respective sun gears 11 , 12th of the first and second planetary gear sets 7th , 8th rotationally coupled.

In 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass in der Getriebeeinheit 1 seitens des Verbrennungsmotors 3 prinzipiell ein Drehschwingungsdämpfer 23 integrierbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer 23 ist hier zwischen einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 3 und einer Eingangswelle der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 23 kann prinzipiell als Bestandteil der Getriebeeinheit 1 oder als separates Bauteil angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer 23 kann bspw. ein Zweimassenschwungrad oder ein hydrodynamischer Tilger ausgebildet sein.In 1 it can also be seen that in the gear unit 1 on the part of the internal combustion engine 3rd basically a torsional vibration damper 23 can be integrated. The torsional vibration damper 23 is here between an output shaft of the internal combustion engine 3rd and an input shaft of the gear unit 1 arranged. The torsional vibration damper 23 can in principle as part of the gear unit 1 or be arranged as a separate component. The torsional vibration damper 23 can, for example, be designed as a dual-mass flywheel or a hydrodynamic damper.

In der 1 sind drei Schalteinrichtungen 18, 19, 20 in die Getriebenheit 1 integriert, um durch ihre aktivierten bzw. deaktivierten Stellungen die einzelnen Getriebeübersetzungen / Gänge, wie sie aus den folgenden 2 bis 12 hervorgehen, umzusetzen.In the 1 are three switching devices 18th , 19th , 20th into the drift 1 integrated to the individual gear ratios / gears through their activated or deactivated positions, as shown in the following 2 to 12th emerge, implement.

Eine erste Schalteinrichtung 18 ist als eine (erste) Kupplung K1 realisiert. Die erste Kupplung K1 ist zwischen der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 3 und den Sonnenräder 11, 12 der beiden Planetenradsätze 7, 8 wirkend eingesetzt. Durch die Integration der ersten Schaltvorrichtung 18, also der (ersten) Kupplung K1, ist der Eingang der Getriebeeinheit 1 im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 in einer aktivierten Stellung der ersten Kupplung K1 drehfest mit den beiden Sonnenrädern 11, 12 der Planetenradsätze 7 und 8 gekoppelt und in einer deaktivierten Stellung der ersten Kupplung K1 von den Sonnenrädern 11 und 12 drehentkoppelt, d.h. frei relativ zu diesem verdrehbar. Die aktivierte Stellung der ersten Kupplung K1 ist somit eine geschlossene Kupplung, wohingegen die deaktivierte Stellung eine geöffnete Kupplungsstellung ist.A first switching device 18th is as a (first) clutch K1 realized. The first clutch K1 is between the output shaft of the internal combustion engine 3rd and the sun gears 11 , 12th of the two planetary gear sets 7th , 8th used effectively. By integrating the first switching device 18th , i.e. the (first) clutch K1 , is the input of the gear unit 1 in the operation of the motor vehicle 2 in an activated position of the first clutch K1 rotatably with the two sun gears 11 , 12th the planetary gear sets 7th and 8th coupled and in a deactivated position of the first clutch K1 from the sun gears 11 and 12th rotationally decoupled, ie freely rotatable relative to this. The activated position of the first clutch K1 is thus a closed clutch, whereas the deactivated position is an open clutch position.

Eine zweite Schalteinrichtung 19 ist als zweite Kupplung K2 in Kombination mit einer zweiten Bremse B2 realisiert. Die zweite Kupplung K2 und die zweite Bremse B2 sind zwischen der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 3 und dem ersten Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7 wirkend eingesetzt. Demnach ist der Eingang der Getriebeeinheit 1 im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 in der aktivierten Stellung der zweiten Kupplung K2 drehfest mit dem ersten Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7 verbunden und in der deaktivierten Stellung der zweiten Kupplung K2 von dem ersten Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7 drehentkoppelt, d.h. frei relativ zu diesem für drehbar angeordnet. Somit ist die aktivierte Stellung der zweiten Kupplung K2 eine geschlossene Kupplungsstellung und die deaktivierte Stellung der zweiten Kupplung K2 eine geöffnete Kupplungsstellung. Des Weiteren ist die aktivierte Stellung der zweiten Bremse B2 eine geschlossene Bremsstellung und die deaktivierte Stellung der zweiten Bremse B2 eine geöffnete Bremsstellung. Die Bremse B2 der zweiten Schaltvorrichtung 19 ist zwischen einem Gehäuse 16 der Getriebeeinheit 1 und dem ersten Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7 wirkverbunden. D. h., bei einer geschlossenen Stellung der Bremse B2 ist das Gehäuse 16 fest mit dem ersten Planetenradträger 9 verbunden, so dass das Drehmoment zwischen dem ersten Planetenradträger 9 und dem Gehäuse 16 geleitet wird.A second switching device 19th is as a second clutch K2 in combination with a second brake B2 realized. The second clutch K2 and the second brake B2 are between the output shaft of the internal combustion engine 3rd and the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th used effectively. Accordingly, the input is the gear unit 1 in the operation of the motor vehicle 2 in the activated position of the second clutch K2 non-rotatably with the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th connected and in the deactivated position of the second clutch K2 from the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th rotatably decoupled, ie freely arranged relative to this for rotatable. This is the activated position of the second clutch K2 a closed clutch position and the deactivated position of the second clutch K2 an open clutch position. Furthermore, the activated position of the second brake is B2 a closed braking position and the deactivated position of the second brake B2 an open braking position. The brake B2 the second switching device 19th is between a housing 16 the gear unit 1 and the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th effectively connected. In other words, when the brake is in a closed position B2 is the case 16 fixed to the first planet carrier 9 connected so that the torque between the first planet carrier 9 and the case 16 is directed.

Des Weiteren ist als dritte Schalteinrichtung die erste Bremse B1 in die Getriebeeinheit 1 integriert. Die erste Bremse 20, B1 ist jene Bremse, die mit den Sonnenrädern 11, 12 des ersten Planetenradsatzes 7 und des zweiten Planetenradsatzes 8 zusammenwirkt. Die erste Bremse B1 ist somit fähig, die Sonnenräder 11, 12 gegenüber einem fahrzeugrahmenfesten Bereich bzw. Gehäuse 16 des Kraftfahrzeuges 2 abzubremsen bzw. festzuhalten. In einer aktivierten Stellung der ersten Bremse B1 wirkt diese derart auf die Sonnenräder 11, 12, dass diese in ihrer Verdrehung relativ zu dem Fahrzeugrahmen festen Bereich bzw. zu dem Gehäuse 16 des Kraftfahrzeuges blockiert werden. In einer deaktivierten Stellung der ersten Bremse B1 ist diese derart ausgebildet, dass das sie eine freie Rotation der Sonnenräder 11, 12 relativ zu dem Gehäuse 16 freigibt bzw. zulässt.Furthermore, the first brake is the third switching device B1 into the gear unit 1 integrated. The first brake 20th , B1 is the brake that goes with the sun gears 11 , 12th of the first planetary gear set 7th and the second planetary gear set 8th cooperates. The first brake B1 is thus capable of the sun gears 11 , 12th compared to an area or housing that is fixed to the vehicle frame 16 of the motor vehicle 2 to slow down or hold. In an activated position of the first brake B1 this acts on the sun gears in this way 11 , 12th that this area is fixed in its rotation relative to the vehicle frame or to the housing 16 of the motor vehicle are blocked. In a deactivated position of the first brake B1 this is designed in such a way that it allows free rotation of the sun gears 11 , 12th relative to the housing 16 releases or allows.

Auf die gleiche Weise wie die erste Bremse 20, B1 wirkt im Wesentlichen die zweite Bremse B2. Diese wirkt jedoch nicht auf die Sonnenräder 11, 12 sondern auf den ersten Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7. Der erste Planetenradsatz 7 umfasst ein erstes Hohlrad 13, welches drehfest mit dem zweiten Planetenradträger 10 des zweiten Planetenradsatzes 8 gekoppelt ist.In the same way as the first brake 20th , B1 it is essentially the second brake that acts B2 . However, this does not affect the sun gears 11 , 12th but on the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th . The first planetary gear set 7th includes a first ring gear 13th , which rotatably with the second planet carrier 10 of the second planetary gear set 8th is coupled.

In Verbindung mit den 2 bis 12 sind die einzelnen Betriebs- bzw. Antriebszustände der Getriebeeinheit 1 bzw. des DHT mit den unterschiedlichen Verbrennungskraftmaschinen-Gängen, den Elektromaschinen Gängen und den EVT-Gängen veranschaulicht. In diesen Antriebszuständen wirkt entweder ausschließlich der Verbrennungsmotor 3 oder der Verbrennungsmotor 3 unterstützt von der elektrischen Maschine 4 antreibend auf die Abtriebsräder 26, 27 des Kraftfahrzeuges 2.In connection with the 2 to 12th are the individual operating or drive states of the gear unit 1 or the DHT with the different internal combustion engine gears, the electric machine gears and the EVT Corridors illustrated. In these drive states, either the internal combustion engine acts exclusively 3rd or the internal combustion engine 3rd supported by the electric machine 4th driving on the output gears 26th , 27 of the motor vehicle 2 .

Aus dem Diagramm der 2 ist ersichtlich, dass über die vier Schalteinrichtungen (die erste Kupplung K1, die zweite Kupplung K2, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2) insgesamt neun verschiedene Gänge bzw. Fahrzustände umsetzbar sind. Durch Deaktivierung der ersten Kupplung K1, durch Deaktivierung der zweiten Kupplung K2 sowie durch Deaktivierung der ersten Bremse B1 und durch Aktivierung der zweiten Bremse B2 wird die elektrische Maschine im Antriebsbetrieb betrieben. Im aktivierten Zustand der ersten Bremse B1 und im deaktivierten Zustand der ersten und ersten und zweiten Kupplung K1, K2 sowie der zweiten Bremse B2 wird die elektrische Maschine 4 im motorischen Betrieb mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,50 betrieben, wobei der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist. Durch Aktivierung der ersten Kupplung K1, Deaktivierung der zweiten Kupplung K2 sowie Deaktivierung der ersten und zweiten Bremse B1, B2 wird die elektrische Maschine im Generatorbetrieb mit einem Übersetzungsverhältnis von 3,00 betrieben. Im 1. bis 4. Gang des Verbrennungsmotors werden Übersetzungsverhältnisse von 3,00; 1,54; 1,00; 0,73 angesteuert bzw. sind ansteuerbar, wobei in der Tabelle der 2 aufgeführt ist, welche Kupplungen bzw. Bremsen jeweils angesteuert werden müssen, um die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse zu bewirken. Im Electric-Variabel-Transmission-Gang (EVT-Gang) wird ein Übersetzungsverhältnis von 3,00 bzw. 1,54 bewirkt, wobei sich die erste Kupplung K1 bzw. die zweite Kupplung K2 im aktivierten Zustand befindet. Des Weiteren sind Rückwärtsgänge durch die elektrische Maschine 4 bewirkbar, wenn der Verbrennungsmotor 3 deaktiviert ist und die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2 jeweils aktiviert ist.From the diagram of the 2 it can be seen that the four switching devices (the first clutch K1 , the second clutch K2 , the first brake B1 and the second brake B2 ) a total of nine different gears or driving states can be implemented. By deactivating the first clutch K1 , by deactivating the second clutch K2 as well as by deactivating the first brake B1 and by activating the second brake B2 the electric machine is operated in drive mode. When the first brake is activated B1 and in the deactivated state of the first and first and second clutches K1 , K2 as well as the second brake B2 becomes the electric machine 4th operated in motor mode with a transmission ratio of 1.50, with the internal combustion engine 3rd is deactivated. By activating the first clutch K1 , Deactivation of the second clutch K2 and deactivation of the first and second brakes B1 , B2 the electric machine is operated in generator mode with a transmission ratio of 3.00. in the 1 . up to 4th gear of the internal combustion engine, gear ratios of 3.00; 1.54; 1.00; 0.73 controlled or can be controlled, whereby in the table the 2 it is listed which clutches or brakes must be activated in each case in order to effect the respective gear ratios. In the electric variable transmission gear (EVT gear) a gear ratio of 3.00 or 1.54 is achieved, with the first clutch K1 or the second clutch K2 is in the activated state. Furthermore, reverse gears are provided by the electric machine 4th can be brought about when the internal combustion engine 3rd is deactivated and the first brake B1 or the second brake B2 is activated in each case.

Ein X steht also für eine Aktivierung; On/Off bei ICE steht für das Eingeschalten oder Ausgeschalten sein des Verbrennungsmotors, Ratio betrifft das Übersetzungsverhältnis i . In der ersten Spalte ist die Art des Betreieben des Antriebs zusammengefasst, bspw. EM 1 für erster Gang im elektromotorischen Betrieb und VKM ICE 1 für erster Gang im Verbrennungsmotorischen Betrieb.An X stands for an activation; On / Off in ICE stands for the switching on or off of the internal combustion engine, ratio relates to the transmission ratio i. The type of operation of the drive is summarized in the first column, for example EM 1 for first gear in electromotive operation and ICE ICE 1 for first gear in combustion engine operation.

Die 3 zeigt die Getriebeeinheit 1 der 1 ohne die erste Bremse B1, wobei die Sonnenräder der beiden Planetenradsätze 7, 8 somit nicht mehr ansteuerbar sind. Der weitere Aufbau der in der 3 gezeigten Getriebeeinheit 1 ist sonst identisch zu der in der 1 gezeigten Getriebeeinheit 1.The 3rd shows the gear unit 1 the 1 without the first brake B1 , the sun gears of the two planetary gear sets 7th , 8th are therefore no longer controllable. The further structure of the 3rd shown gear unit 1 is otherwise identical to that in the 1 shown gear unit 1 .

Die 4 zeigt die Gänge bzw. Fahrzustände, die ohne die erste Bremse B1 ausschließlich durch Ansteuerung der zweiten Bremse B2 und durch Ansteuerung der ersten Kupplung K1 und der zweiten Kupplung K2 bewirkbar sind. Durch Aktivierung bzw. Deaktivierung der ersten Kupplung K1, der zweite Kupplung K2 und der zweiten Bremse B2 sind Übersetzungsverhältnisse von 2,85; 3,00; 1,54; 1,00; - 2,7 und 2,85 bewirkbar. Es sind dabei drei unterschiedliche Gänge des Verbrennungsmotors bereitgestellt: ein Rückwärtsgang der elektrischen Maschine 4, ein Vorwärtsgang der elektrischen Maschine 4 und ein reverser Gang des Verbrennungsmotors.The 4th shows the gears or driving states without the first brake B1 exclusively by controlling the second brake B2 and by controlling the first clutch K1 and the second clutch K2 are achievable. By activating or deactivating the first clutch K1 , the second clutch K2 and the second brake B2 are gear ratios of 2.85; 3.00; 1.54; 1.00; - 2.7 and 2.85 can be brought about. There are three different gears of the internal combustion engine available: a reverse gear of the electrical machine 4th , a forward gear of the electric machine 4th and a reverse gear of the internal combustion engine.

Die 5 zeigt die Getriebeeinheit 1, wobei die zweite Bremse B2 dauerhaft gelöst ist, wodurch der erste Planetenradträger 9 des ersten Planetenradsatzes 7 nicht mehr direkt an dem Gehäuse 16 festsetzbar ist.The 5 shows the gear unit 1 , the second brake B2 is permanently solved, whereby the first planet carrier 9 of the first planetary gear set 7th no longer directly on the housing 16 is determinable.

Die 6 zeigt die unterschiedlichen Gänge bzw. Antriebszustände, die durch die Getriebeeinheit gemäß der 5 bewirkbar sind. Es ist offensichtlich, dass die zweite Bremse 18 nicht vorhanden ist, wodurch insgesamt sechs Schaltzustände erreichbar sind. Durch Aktivierung der Bremse B1 wird die elektrische Maschine mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,50 betrieben (EM 2 Gang). Der Verbrennungsmotor ist dabei mit Übersetzungsverhältnissen von 3,00; 1,54; 10,00 und 0,73 betreibbar, die durch Aktivierung der Kupplung K1, der Kupplung K2 bzw. durch die gleichzeitige Aktivierung der Kupplungen K1 und K2 bzw. durch gleichzeitige Aktivierung der Kupplung K2 und die Bremse B1 bewirkt werden. Der Rückwärtsgang der elektrischen Maschine (EM-R2 Gang) wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,5 bei Aktivierung der Bremse B1 bewirkt.The 6th shows the different gears or drive states that are generated by the transmission unit according to FIG 5 are achievable. It is obvious that the second brake 18th is not available, which means that a total of six switching states can be achieved. By activating the brake B1 the electrical machine is operated with a transmission ratio of 1.50 (EM 2 Gear). The internal combustion engine is here with gear ratios of 3.00; 1.54; 10.00 and 0.73 operable by activating the clutch K1 , the clutch K2 or by activating the clutches at the same time K1 and K2 or by activating the clutch at the same time K2 and the brake B1 be effected. The reverse gear of the electric machine (EM-R2 gear) has a gear ratio of 1.5 when the brake is activated B1 causes.

Die 7 zeigt die Getriebeeinheit 1 ohne die erste Kupplung K1. Somit sind die Sonnenräder 11, 12 der jeweiligen Planetenradsätze 7, 8 nicht mehr direkt von dem Verbrennungsmotor 3 ansteuerbar, sondern über die Bremse B1, welche dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Sonnenräder 11, 12 an dem Gehäuse festzusetzen.The 7th shows the gear unit 1 without the first clutch K1 . So are the sun gears 11 , 12th of the respective planetary gear sets 7th , 8th no longer directly from the internal combustion engine 3rd controllable, but via the brake B1 , which is designed to be the respective sun gears 11 , 12th to fix on the housing.

Die 8 zeigt die Gänge bzw. Antriebszustände, die ohne die erste Kupplung K1 bewirkbar sind. Die zweite Schaltvorrichtung 19, bestehend aus der Bremse B2 und der Kupplung K2, und die Bremse B1 ist weiterhin vorhanden. Es lassen sich damit insgesamt sechs Schaltzustände bewirken, die in der Tabelle der 8 zusammengefasst sind. Die Gänge der elektrischen Maschine EM 1 und EM 2 lassen sich durch Aktivierung der Bremse B1 und der Bremse B2 mit Übersetzungsverhältnissen von 2,85 und 1,50 bewirken. Durch Aktivierung der Kupplung K2 bzw. der Kupplung K2 und der Bremse B1 ist der VKM 2 (der EVT-Gang) mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,54 aktivierbar und durch Aktivierung der Kupplung K2 und der Bremse B1 ist der VKM4 (der Parallel-Gang) mit einem Übersetzungsverhältnis von 0,73 bewirkbar. Die Rückwärtsgänge der elektrischen Maschine (EM-R1-Gang und EM-R2-Gang) sind mit einem jeweiligen Übersetzungsverhältnis von 2,85 und 1,5 durch die Aktivierung der jeweiligen Bremse B2 bzw. der Bremse B1 bewirkbar.The 8th shows the gears or drive states without the first clutch K1 are achievable. The second switching device 19th , consisting of the brake B2 and the clutch K2 , and the brake B1 is still present. A total of six switching states can be brought about, which are shown in the table of 8th are summarized. The gears of the electric machine EM 1 and EM 2 can be activated by activating the brake B1 and the brake B2 with gear ratios of 2.85 and 1.50. By activating the clutch K2 or the coupling K2 and the brake B1 is the VKM 2 (the EVT gear) can be activated with a gear ratio of 1.54 and by activating the clutch K2 and the brake B1 the VKM4 (the parallel gear) can be achieved with a gear ratio of 0.73. The reverse gears of the electric machine (EM-R1-gear and EM-R2-gear) are with a respective gear ratio of 2.85 and 1.5 by activating the respective brake B2 or the brake B1 achievable.

Die 9 zeigt die Getriebeeinheit 1, wobei die erste Kupplung K1 nicht vorhanden ist und die zweite Kupplung K2 durch die Freiluftkupplung 17 im Vergleich zu der Getriebeeinheit der 1 ersetzt ist. Freilaufkupplungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie das Drehmoment nur in eine Richtung übertragen. Freilaufkupplungen werden auch als Rücklaufsperren, Überholkupplungen oder als schaltbare Freiläufe bezeichnet. Der weitere Aufbau ist identisch zu dem Aufbau der Getriebeeinheit gemäß der 1.The 9 shows the gear unit 1 , being the first clutch K1 does not exist and the second clutch K2 through the free-air clutch 17th compared to the gear unit of the 1 is replaced. One-way clutches are characterized by the fact that they only transmit torque in one direction. Overrunning clutches are also referred to as backstops, overrunning clutches or as switchable freewheels. The further structure is identical to the structure of the gear unit according to FIG 1 .

Die 10 zeigt die unterschiedlichen Gänge bzw. Antriebszustände, die durch die Getriebeeinheit gemäß der 9 bewirkt sind. Dabei ist die zweite Kupplung K2 durch die Freilaufkupplung 17 ersetzt, die im gesperrten oder ungesperrten Zustand betrieben werden kann. Des Weiteren können die erste Bremse B1 bzw. die zweite Bremse B2 jeweils im aktivierten bzw. deaktivierten Zustand betrieben werden. Der 1. Gang der elektrischen Maschine (EM 1 Gang) wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 2,85 bei einem einem Unlocked -Zustand der Freilaufkupplung und einem aktivierten Zustand der Bremse B2 bewirkt. Der 2. Gang der elektrischen Maschine (EM 2 Gang) wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,50 in einem Unlocked -Zustand der Freilaufkupplung und einem aktivierten Zustand der Bremse B1 bewirkt. Der VKM 2 Gang (EVT-Gang) wird in einem Übersetzungsverhältnis von 1,54 bei einem Locked - Zustand der Freilaufkupplung betrieben und der VKM 4-Gang (auch als Parallelgang bezeichent) wird bei einem Übersetzungsverhältnis von 0,73 in einem Locked - Zustand und aktivierter erster Bremse B1 bewirkt. Die Rückwärtsgänge der elektrischen Maschine, EM-R1 und EM-R2, werden mit jeweiligen Übersetzungsverhältnissen von 2,85 und 1,5 bei einem Unlocked -Zustand und aktivierter zweiter Bremse B2 oder aktivierter erster Bremse B1 bewirkt.The 10 shows the different gears or drive states that are generated by the transmission unit according to FIG 9 are effected. Here is the second clutch K2 through the overrunning clutch 17th replaced, which can be operated in the locked or unlocked state. Furthermore, the first brake B1 or the second brake B2 operated in the activated or deactivated state. The 1 . Gear of the electric machine (EM 1 Gear) is with a gear ratio of 2.85 with an unlocked state of the overrunning clutch and an activated state of the brake B2 causes. The 2 . Gear of the electric machine (EM 2 Gear) is with a gear ratio of 1.50 in an unlocked state of the overrunning clutch and an activated state of the brake B1 causes. The VKM 2 1st gear (EVT gear) is operated in a gear ratio of 1.54 with a locked state of the overrunning clutch and the ICE 4 gear (also referred to as parallel gear) is in a locked state and activated first with a gear ratio of 0.73 brake B1 causes. The reverse gears of the electric machine, EM-R1 and EM-R2, have respective gear ratios of 2.85 and 1.5 in an unlocked state and the second brake activated B2 or activated first brake B1 causes.

Die 11 zeigt die Getriebeeinheit 1, wobei die zweite Kupplung K2 der zweiten Schaltvorrichtung 19 nicht vorhanden ist bzw. dauerhaft gelöst ist. Der weitere Aufbau der dargestellten Getriebeeinheit ist identisch zu dem Aufbau der in der 1 gezeigten Getriebeeinheit 1. Eine direkte Verbindung des Gehäuses 16 mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad 11, 12 ist somit nicht mehr möglich.The 11 shows the gear unit 1 , the second clutch K2 the second switching device 19th does not exist or is permanently resolved. The further structure of the transmission unit shown is identical to the structure in FIG 1 shown gear unit 1 . A direct connection of the housing 16 with the first and second sun gears 11 , 12th is therefore no longer possible.

Durch diese Konfiguration lassen sich die in der 12 gezeigten Gänge bzw. Antriebszustände bewirken. Der Gang 1 der elektrischen Maschine (EM 1 Gang) ist bei einem Übersetzungsverhältnis von 2,85 bewirkt, wenn die zweite Bremse B2 aktiviert wird. Der Gang 2 der elektrischen Maschine (EM 2 Gang) ist bei einem Übersetzungsverhältnis von 1,50 bewirkt, wenn die zweite Bremse B1 aktiviert wird. Der ICE-Gang (EVT-Gang) wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 3,00 bewirkt, wenn die Kupplung K1 aktiviert wird. Der ICE Reverse Gang wird mit einem Übersetzungsverhältnis von -2,7 bereitgestellt, wenn die Kupplung K1 und die Bremse B2 aktiviert werden. Der Rückwärtsgang der elektrischen Maschine EM-R1 wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 2,85 bereitgestellt, wenn die Bremse B2 aktiviert wird und der weitere Rückwärtsgang der elektrischen Maschine EM-R2 wird mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,5 bereitgestellt, wenn die Bremse B1 aktiviert wird.With this configuration, the 12th cause shown gears or drive states. The aisle 1 of the electrical machine (EM 1 Gear) is effected at a gear ratio of 2.85 when the second brake B2 is activated. The aisle 2 of the electrical machine (EM 2 Gear) is effected at a gear ratio of 1.50 when the second brake B1 is activated. The ICE gear (EVT gear) is effected with a gear ratio of 3.00 when the clutch is engaged K1 is activated. The ICE reverse gear is provided with a gear ratio of -2.7 when the clutch is engaged K1 and the brake B2 to be activated. The reverse gear of the electric machine EM-R1 is provided with a gear ratio of 2.85 when the brake B2 is activated and the further reverse gear of the electric machine EM-R2 is provided with a transmission ratio of 1.5 when the brake B1 is activated.

Die 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges 2, umfassend ein erstes Antriebsrad 26, ein zweites Antriebsrad 28 und eine Getriebeeinheit 1, die an den Verbrennungsmotor 3 angeflanscht ist.The 13th shows a schematic representation of a motor vehicle 2 , comprising a first drive wheel 26th , a second drive wheel 28 and a gear unit 1 attached to the internal combustion engine 3rd is flanged.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein DHT-Konzept (Dedicated Hybrid Transmission (Getriebeeinheit 1) vorgeschlagen, welches zumindest folgende Elemente umfasst: zwei Planetenradsätze, vier Schaltelemente (zwei Bremsen und zwei Kupplungen) und eine elektrische Maschine. Mit den Elementen des vorgeschlagenen DHT-Konzeptes werden folgende Funktionen erfüllt: ein EVT-Modus, vier Verbrennungsmotor-Vorwärtsgänge, zwei Elektromaschinengänge, die sowohl im Vorwärts- und Rückwärtsgang verwendet werden können. Des Weiteren ist Laden im Stillstand möglich und die Unterstützung des Verbrennungsmotorbetriebes (Boosten) bzw. die Rekuperation in den Verbrennungsmotorgängen. Die elektromagnetische Maschine kann dabei koaxial oder achsparallel (mit Kette oder Stirnrad) angeordnet sein.In other words, according to the invention, a DHT concept (Dedicated Hybrid Transmission (gear unit 1 ) proposed, which comprises at least the following elements: two planetary gear sets, four switching elements (two brakes and two clutches) and an electric machine. The following functions are fulfilled with the elements of the proposed DHT concept: an EVT mode, four internal combustion engine forward gears, two electric machine gears that can be used in both forward and reverse gears. It is also possible to charge when the vehicle is at a standstill and to support combustion engine operation (boosting) or recuperation in the combustion engine gears. The electromagnetic machine can be arranged coaxially or axially parallel (with a chain or spur gear).

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
GetriebeeinheitGear unit
22
KraftfahrzeugMotor vehicle
33
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
44th
Elektrische MaschineElectric machine
55
GetriebeausgangTransmission output
66th
PlanetengetriebePlanetary gear
77th
Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
88th
Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
99
Erster PlanetenradträgerFirst planet carrier
1010
Zweiter PlanetenradträgerSecond planet carrier
1111
Erstes SonnenradFirst sun gear
1212th
Zweites SonnenradSecond sun gear
1313th
Erstes HohlradFirst ring gear
1414th
Zweites HohlradSecond ring gear
1515th
PlanetenräderPlanetary gears
1616
Gehäusecasing
1717th
FreilaufkupplungOne-way clutch
1818th
Erste SchaltvorrichtungFirst switching device
1919th
Zweite SchaltvorrichtungSecond switching device
2020th
Dritte SchaltvorrichtungThird switching device
2121
DrehmomentenausgangsbauteilTorque output component
2222nd
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
2323
DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
2424
zentrale Drehachsecentral axis of rotation
2626th
Erstes AntriebsradFirst drive wheel
2727
Zweites AntriebsradSecond drive wheel
K1K1
erste Kupplungfirst clutch
K2K2
zweite Kupplungsecond clutch
B1B1
erste Bremsefirst brake
B2B2
zweite Bremsesecond brake

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016221045 A1 [0005, 0006]DE 102016221045 A1 [0005, 0006]
  • EP 2146855 B1 [0007]EP 2146855 B1 [0007]
  • WO 2016/075336 [0008]WO 2016/075336 [0008]
  • DE 102018130498 A1 [0009]DE 102018130498 A1 [0009]

Claims (9)

Getriebeeinheit (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), um Drehmoment zumindest zwischen einem Verbrennungsmotor (3), einer elektrischen Maschine (4) und einem Getriebeausgang (5) zu verbringen, umfassend ein im Drehmomentfluss liegendes Planetengetriebe (6) mit einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz (7, 8), wobei die Planetenradsätze (7, 8) jeweils einen zugehörigen Planetenradträger (9, 10), ein Sonnenrad (11, 12) und ein Hohlrad (13, 14) aufweisen, wobei die auf dem Planetenradträger (9) des ersten Planetenradsatzes (7) gelagerten und zum Umlaufen vorgesehenen Planetenräder (15) mit dem Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (7) kämmen, welches im direkten Drehmomentfluss über den Planetenradträger (10) des zweiten Planetenradsatzes (8) zum Getriebeausgang (5) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (7) dauerhaft mit dem Planetenradträger (10) des zweiten Planetenradsatzes (8) wirkverbunden ist.Gear unit (1) for a hybrid motor vehicle (2) to pass torque at least between an internal combustion engine (3), an electrical machine (4) and a gear output (5), comprising a planetary gear (6) with a first and a torque flow a second planetary gear set (7, 8), the planetary gear sets (7, 8) each having an associated planetary gear carrier (9, 10), a sun gear (11, 12) and a ring gear (13, 14), the planetary gear carriers ( 9) of the first planetary gear set (7) mounted and intended for revolving planet gears (15) mesh with the ring gear (13) of the first planetary gear set (7), which in the direct torque flow via the planetary gear carrier (10) of the second planetary gear set (8) to the transmission output ( 5), characterized in that the ring gear (13) of the first planetary gear set (7) is permanently operatively connected to the planetary gear carrier (10) of the second planetary gear set (8). Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (4) mit dem Hohlrad (14) des zweiten Planetenradsatzes (8) dauerhaft wirkverbunden ist.Gear unit (1) Claim 1 , characterized in that the electrical machine (4) is permanently operatively connected to the ring gear (14) of the second planetary gear set (8). Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sonnenrädern (11, 12) der jeweiligen Planetenradsätze (7, 8) und dem Verbrennungsmotor (3) eine erste Schaltvorrichtung (18) vorgesehen ist, welche das bereitgestellte Drehmoment im geschalteten Zustand an die jeweiligen Sonnenräder (11, 12) überträgt.Gear unit (1) Claim 1 or Claim 2 , characterized in that a first switching device (18) is provided between the sun gears (11, 12) of the respective planetary gear sets (7, 8) and the internal combustion engine (3), which the provided torque in the switched state to the respective sun gears (11, 12) transmits. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Gehäuse (16) des Planetengetriebes (1), dem Verbrennungsmotor (3) und dem Planetenradträger (9) des ersten Planetenradsatzes (7) eine zweite Schalteinrichtung (19) vorgesehen ist, die im aktivierten Zustand dazu ausgebildet ist, entweder den Verbrennungsmotor (3) mit dem Planetenradträger (9) des ersten Planetenradsatzes (7) oder das Gehäuse (16) mit dem Planetenradträger (9) des ersten Planetenradsatzes (7) oder selektiv den Verbrennungsmotor (3) mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes (7) und das Gehäuse (16) mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes (7) zu verbinden.Gear unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a second switching device (19) is provided between a housing (16) of the planetary gear (1), the internal combustion engine (3) and the planet carrier (9) of the first planetary gear set (7) which is designed in the activated state to either the internal combustion engine (3) with the planetary gear carrier (9) of the first planetary gear set (7) or the housing (16) with the planetary gear carrier (9) of the first planetary gear set (7) or selectively the internal combustion engine (3) to connect with the planet carrier of the first planetary gear set (7) and the housing (16) with the planet carrier of the first planetary gear set (7). Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinrichtung (19) zumindest eine feststellbare Bremse (B2) und eine aktivierbare Kupplung (K2) umfasst.Gear unit (1) Claim 4 , characterized in that the second switching device (19) comprises at least one lockable brake (B2) and an activatable clutch (K2). Getriebeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (16) und dem Sonnenrad des (12) des zweiten Planetenradsatzes (8) eine dritte Schaltvorrichtung (20) ausgebildet ist, die im aktivierten Zustand das jeweilige Sonnenrad (11, 12) des ersten und des zweiten Planetenradsatzes (7, 8) an dem Gehäuse (16) festsetzt.Gear unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a third switching device (20) is formed between the housing (16) and the sun gear of the (12) of the second planetary gear set (8) which, in the activated state, controls the respective sun gear ( 11, 12) of the first and second planetary gear sets (7, 8) on the housing (16). Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltvorrichtung (18, 19) radial innenliegend von der zweiten Schaltvorrichtung (19) angeordnet ist und dass beide Schaltvorrichtungen (18, 19) zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sind.Gear unit (1) according to one of the Claims 3 to 6th , characterized in that the first switching device (18, 19) is arranged radially on the inside of the second switching device (19) and that both switching devices (18, 19) are arranged at least partially axially overlapping. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Planetenradträger (10) des zweiten Planetenradsatzes (8) dauerhaft gekoppeltes Drehmomentenausgangsbauteil (21) an dem Gehäuse (16) drehgelagert ist.Gear unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a torque output component (21) permanently coupled to the planetary gear carrier (10) of the second planetary gear set (8) is rotatably mounted on the housing (16). Kraftfahrzeug (2) mit einem Verbrennungsmotor (3) und einer elektrischen Maschine (4), die in einer Betriebsart im Drehmomentenfluss vor einer Getriebeeingangswelle angeordnet sind, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor (3) und der elektrischen Maschine (4) und der Getriebeeingangswelle (22) andererseits eine Getriebeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist.Motor vehicle (2) with an internal combustion engine (3) and an electrical machine (4), which are arranged in one operating mode in the torque flow in front of a transmission input shaft, with between the internal combustion engine (3) and the electrical machine (4) and the transmission input shaft (22) on the other hand, a gear unit (1) according to one of the preceding claims is used.
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