DE102019133029A1 - Drive system for a hybrid motor vehicle with a longitudinally inserted internal combustion engine; as well as motor vehicle - Google Patents

Drive system for a hybrid motor vehicle with a longitudinally inserted internal combustion engine; as well as motor vehicle Download PDF

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DE102019133029A1
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gear
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drive system
differential
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Torsten Pieper
Marcus HOPPE
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Ausgangswelle (2) einer Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch koppelbaren oder gekoppelten Motorwelle (4), einem, eine erste Rotorwelle (5) aufweisenden, in einem Hauptbetriebszustand als Generator betriebenen, ersten Elektromotor (6), einem, eine zweite Rotorwelle (7) aufweisenden, in dem Hauptbetriebszustand als Antriebsmotor betriebenen, zweiten Elektromotor (8), einem ausgangsseitig mit zwei Antriebswellen (9a, 9b) verbundenen Differenzial (10) sowie einer einen Eingang (11) des Differenzials (10), die Motorwelle (4) sowie die beiden Rotorwellen (5, 7) miteinander koppelnden Getriebeeinheit (12), wobei die Motorwelle (4) quer zu den Antriebswellen (9a, 9b) ausgerichtet ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (20) mit diesem Antriebssystem (1).

Figure DE102019133029A1_0000
The invention relates to a drive system (1) for a hybrid motor vehicle (20), having a motor shaft (4) that can be rotatably coupled or coupled to an output shaft (2) of an internal combustion engine (3), one having a first rotor shaft (5), in one Main operating mode operated as a generator, a first electric motor (6) having a second rotor shaft (7) and operated as a drive motor in the main operating mode, a differential (10) connected on the output side to two drive shafts (9a, 9b) and a gear unit (12) coupling an input (11) of the differential (10), the motor shaft (4) and the two rotor shafts (5, 7) with one another, the motor shaft (4) being oriented transversely to the drive shafts (9a, 9b) . The invention also relates to a motor vehicle (20) with this drive system (1).
Figure DE102019133029A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein hybrides Kraftfahrzeug, wie ein Pkw, Lkw, Bus oder sonstiges Nutzfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang in serieller Ausbildung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit diesem Antriebssystem .The invention relates to a drive system for a hybrid motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, in particular for a drive train in serial design. The invention also relates to a motor vehicle with this drive system.

Ziel ist es, ein hybrides Antriebssystem für Verbrennungskraftmaschinen in Front-Längs-Anordnung zur Verfügung zu stellen, das platzsparend sowie effizient arbeitend umgesetzt ist.The aim is to provide a hybrid drive system for internal combustion engines in a front-longitudinal arrangement that is implemented in a space-saving and efficient manner.

Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erzielt. Der Anspruch 1 betrifft ein Antriebssystem für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einer mit einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine rotatorisch koppelbaren oder gekoppelten Motorwelle, einem, eine erste Rotorwelle aufweisenden, in einem Hauptbetriebszustand als Generator betriebenen, ersten Elektromotor, einem, eine zweite Rotorwelle aufweisenden, in dem Hauptbetriebszustand als Antriebsmotor betriebenen, zweiten Elektromotor, einem ausgangsseitig mit zwei Antriebswellen verbundenen Differenzial sowie einer einen Eingang des Differenzials, die Motorwelle sowie die beiden Rotorwellen miteinander koppelnden Getriebeeinheit, wobei die Motorwelle quer (vorzugsweise senkrecht) zu den Antriebswellen ausgerichtet ist.This is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1. Claim 1 relates to a drive system for a hybrid motor vehicle, with a motor shaft that can be rotationally coupled or coupled to an output shaft of an internal combustion engine, a first electric motor having a first rotor shaft and operated as a generator in a main operating state, a first electric motor having a second rotor shaft in which Main operating state as a drive motor, a second electric motor, a differential connected to two drive shafts on the output side and a gear unit coupling an input of the differential, the motor shaft and the two rotor shafts, the motor shaft being oriented transversely (preferably perpendicular) to the drive shafts.

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

Demnach ist es auch von Vorteil, wenn ein den Eingang des Differenzials bildendes Eingangsrad und ein Zahnradsegment der Getriebeeinheit über eine Kegelradverbindung miteinander rotatorisch gekoppelt sind. Dadurch ergibt sich eine möglichst platzsparende Drehmomentumlenkung.Accordingly, it is also advantageous if an input gear forming the input of the differential and a gear wheel segment of the transmission unit are rotationally coupled to one another via a bevel gear connection. This results in a torque deflection that is as space-saving as possible.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Motorwelle koaxial oder parallel zu der ersten Rotorwelle und/oder zu der zweiten Rotorwelle ausgerichtet ist. Auch die erste Rotorwelle und die zweite Rotorwelle sind bevorzugt entweder koaxial oder parallel zueinander angeordnet. Dadurch lassen sich für den entsprechenden Anwendungsfall angepasste platzsparende Anordnungen umsetzen.Furthermore, it has been found to be advantageous if the motor shaft is aligned coaxially or parallel to the first rotor shaft and / or to the second rotor shaft. The first rotor shaft and the second rotor shaft are also preferably arranged either coaxially or parallel to one another. As a result, space-saving arrangements adapted to the relevant application can be implemented.

Weist die Getriebeeinheit eine, zwei seriell (zueinander) angeordnete Teilkupplungen umfassende Doppelkupplungseinrichtung auf, werden die verschiedenen Wellen durch eine platzsparende Kupplung miteinander gekoppelt.If the transmission unit has a double clutch device comprising two partial clutches arranged in series (with respect to one another), the various shafts are coupled to one another by a space-saving clutch.

Des Weiteren hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn das Antriebssystem als System zum Ausbilden eines Allradantriebes realisiert ist. Demnach ist es weiterhin zweckmäßig, wenn zwei Differenzialgetriebe vorhanden sind, wobei ein das Differenzial ausbildendes erstes Differenzialgetriebe mit dem als Vorderradantriebswellen ausgebildeten Antriebswellen verbunden ist und ein zweites Differenzialgetriebe ausgangsseitig mit zwei Hinterradantriebswellen verbunden ist.Furthermore, it has proven to be useful if the drive system is implemented as a system for forming an all-wheel drive. Accordingly, it is also useful if there are two differential gears, a first differential gearing forming the differential being connected to the drive shafts designed as front wheel drive shafts and a second differential gearing being connected on the output side to two rear wheel driving shafts.

In diesem Zusammenhang ist es wiederum vorteilhaft, wenn das zweite Differenzialgetriebe eingangsseitig mit einer Verbindungswelle ausgestattet ist und die Verbindungswelle mit einer Welle (Zwischenwelle) der Getriebeeinheit oder mit einer der beiden Rotorwellen wahlweise (d. h. vorzugsweise über eine Kupplung) verbindbar oder permanent verbunden ist.In this context, it is again advantageous if the second differential gear is equipped on the input side with a connecting shaft and the connecting shaft can be connected or permanently connected to a shaft (intermediate shaft) of the gear unit or to one of the two rotor shafts (i.e. preferably via a clutch).

Demnach ist es auch zweckmäßig, wenn die Verbindungswelle koaxial oder parallel zu der ersten Rotorwelle und/oder zu der zweiten Rotorwelle ausgerichtet ist.Accordingly, it is also expedient if the connecting shaft is aligned coaxially or parallel to the first rotor shaft and / or to the second rotor shaft.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn die Motorwelle koaxial oder parallel zu der Verbindungswelle ausgerichtet ist.In addition, it is useful if the motor shaft is aligned coaxially or parallel to the connecting shaft.

Ebenfalls hat es sich für eine leichte Ansteuerbarkeit und eine effiziente Ausbildung des Antriebssystems als vorteilhaft herausgestellt, wenn der zweite Elektromotor seitens seiner zweiten Rotorwelle von der Getriebeeinheit / dem Eingang des Differenzials abkoppelbar ist. Weiter bevorzugt wird diese Abkoppelung über das Freigeben oder Sperren eines Bestandteils eines Planetengetriebes umgesetzt.It has also proven to be advantageous for easy controllability and an efficient design of the drive system if the second electric motor can be decoupled from the gear unit / the input of the differential on the part of its second rotor shaft. More preferably, this decoupling is implemented by releasing or locking a component of a planetary gear.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die zweite Rotorwelle als Hohlwelle umgesetzt ist und koaxial zu der Zwischenwelle der Getriebeeinheit oder zu der ersten Rotorwelle angeordnet ist. Dadurch lässt sich der zweite Elektromotor platzsparend anbringen.Furthermore, it is advantageous if the second rotor shaft is implemented as a hollow shaft and is arranged coaxially with the intermediate shaft of the gear unit or with the first rotor shaft. This allows the second electric motor to be attached in a space-saving manner.

Auch ist es zweckmäßig, wenn gar zwei zweite Elektromotoren vorhanden sind, die jeweils über eine (zweite) Rotorwelle mit der Getriebeeinheit gekoppelt / koppelbar sind.It is also expedient if there are even two second electric motors, each of which is coupled / can be coupled to the gear unit via a (second) rotor shaft.

Als vorteilhaft hat es sich zudem herausgestellt, wenn der erste Elektromotor, wahlweise zusammen mit der Verbrennungskraftmaschine, in verschiedenen Gängen / Übersetzungsstufen mit den Antriebswellen verbindbar / schaltbar ist. Dadurch wird die Effizienz des Antriebssystems weiter gesteigert.It has also proven to be advantageous if the first electric motor, optionally together with the internal combustion engine, can be connected / switched to the drive shafts in different gears / gear ratios. This further increases the efficiency of the drive system.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei die Verbrennungskraftmaschine entlang einer Fahrzeuglängsachse betrachtet zumindest teilweise, weiter bevorzugt vollständig, vor den Vorderradantriebswellen angeordnet ist.The invention also relates to a motor vehicle with one according to the invention Drive system according to at least one of the embodiments described above, the internal combustion engine, viewed along a longitudinal axis of the vehicle, being arranged at least partially, more preferably completely, in front of the front wheel drive shafts.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine erfindungsgemäße Struktur für HybridFahrzeuge realisiert. Die Struktur dient zum Ausbilden eines seriellen Hybriden mit Direktdurchtrieb zum Rad für Front-Längs-Einbauten. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn das Antriebssystem als ein Vier-Rad-Antriebssystem umgesetzt ist. Das Differenzial wird bevorzugt über ein Kegelrad mit dem Traktionsmotor (zweiten Elektromotor) verbunden. Es werden prinzipiell unterschiedliche Varianten vorgeschlagen, wobei in einer Variante eine Hohlwelle für den Traktionsmotor mit der Zwischenwelle für das Kegelrad einen 4-Rad-Antrieb ermöglicht. Zusätzlich ist in einer Untervariante eine Zahnradstufe an der Zwischenwelle vorgesehen, um die Hinterachse zu verbinden. In einer weiteren zweiten Variante ist der Generator in einen Längstunnel des Kraftfahrzeuges eingeschoben. Hier erfolgt eine achsparallele Anbindung des Traktionsmotors; eine Doppelkupplung ist für eine Reihenschaltung von Generator und Traktionsmotor ebenfalls eingesetzt. In einer dritten Variante sind Generator und Motor (zweiter Elektromotor) in Reihe im Längstunnel angeordnet. Dabei kann eine Standklimatisierung über den Motor erfolgen. In einer weiteren Untervariante ist zusätzlich eine Kupplung (Trennkupplung) hinter der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Dadurch kann der Generator die Standklimatisierung antreiben.In other words, a structure according to the invention for hybrid vehicles is thus implemented. The structure is used to form a serial hybrid with direct drive to the wheel for front longitudinal installations. It is also useful if the drive system is implemented as a four-wheel drive system. The differential is preferably connected to the traction motor (second electric motor) via a bevel gear. In principle, different variants are proposed, in one variant a hollow shaft for the traction motor with the intermediate shaft for the bevel gear enabling a 4-wheel drive. In addition, in a sub-variant, a gear stage is provided on the intermediate shaft to connect the rear axle. In a further second variant, the generator is pushed into a longitudinal tunnel of the motor vehicle. An axially parallel connection of the traction motor takes place here; a double clutch is also used to connect the generator and traction motor in series. In a third variant, the generator and motor (second electric motor) are arranged in series in the longitudinal tunnel. The engine can be used for stationary air conditioning. In a further sub-variant, a clutch (separating clutch) is also used behind the internal combustion engine. This enables the generator to drive the stationary air conditioning.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures, in which context various exemplary embodiments are also shown.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen, in einem teilweise dargestellten Kraftfahrzeug eingesetzten Antriebssystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Rotorwellen zweier Elektromotoren und die Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine parallel zueinander angeordnet sind,
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Vergleich zu 1 eine zusätzliche Zahnradstufe zwischen einer Getriebewelle einer Getriebeeinheit und einer zu Hinterradantriebswellen führenden Zwischenwelle eingesetzt ist,
  • 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei ein als Traktionsmotor eingesetzter zweiter Elektromotor nun parallel zu einer Verbindungswelle eines mit den Hinterradantriebswellen verbundenen Differenzialgetriebes angeordnet ist,
  • 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem vierten Ausführungsbeispiel, in dem die beiden Rotorwellen und die Motorwelle allesamt koaxial zueinander angeordnet sind,
  • 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem fünften Ausführungsbeispiel, wobei im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 4 zwischen der Motorwelle und einer Rotorwelle des ersten Elektromotors eine zusätzliche Trennkupplung eingesetzt ist,
  • 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei der zweite Elektromotor über zwei verschiedene Gänge mit der Zwischenwelle der Getriebeeinheit koppelbar ist,
  • 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem siebten Ausführungsbeispiel, wobei zwei zweite Elektromotoren vorhanden sind, sowie
  • 8 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem achten Ausführungsbeispiel, wobei im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 1 zwischen dem ersten Elektromotor und der Zwischenwelle zwei unterschiedliche Übersetzungsstufen schaltbar sind.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a drive system according to the invention, used in a partially illustrated motor vehicle, according to a first exemplary embodiment, the rotor shafts of two electric motors and the motor shaft of an internal combustion engine being arranged parallel to one another,
  • 2 a schematic representation of a drive system according to the invention according to a second embodiment, compared to FIG 1 an additional gear stage is inserted between a gear shaft of a gear unit and an intermediate shaft leading to the rear wheel drive shafts,
  • 3 a schematic representation of a drive system according to the invention according to a third embodiment, wherein a second electric motor used as a traction motor is now arranged parallel to a connecting shaft of a differential gear connected to the rear wheel drive shafts,
  • 4th a schematic representation of a drive system according to the invention according to a fourth embodiment, in which the two rotor shafts and the motor shaft are all arranged coaxially to one another,
  • 5 a schematic representation of a drive system according to the invention according to a fifth embodiment, in comparison to the embodiment of FIG 4th an additional separating clutch is inserted between the motor shaft and a rotor shaft of the first electric motor,
  • 6th a schematic representation of a drive system according to the invention according to a sixth embodiment, wherein the second electric motor can be coupled to the intermediate shaft of the gear unit via two different gears,
  • 7th a schematic representation of a drive system according to the invention according to a seventh embodiment, two second electric motors are present, and
  • 8th a schematic representation of a drive system according to the invention according to an eighth embodiment, in comparison to the embodiment of FIG 1 two different gear ratios can be switched between the first electric motor and the intermediate shaft.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch sind die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombinierbar.The figures are merely of a schematic nature and serve exclusively for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. In principle, the different features of the various exemplary embodiments can also be freely combined with one another.

In Verbindung mit 1 ist das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 hinsichtlich seines prinzipiellen Aufbaus sowie seines bevorzugten Einsatzbereiches veranschaulicht. Das Antriebssystem 1 ist als hybrides Antriebssystem 1 umgesetzt. Das Antriebssystem 1 ist weiter bevorzugt als ein seriell-hybridisches Antriebssystem realisiert. Das Antriebssystem 1 dient somit zum Antrieb eines hybriden Kraftfahrzeuges 20, das in 1 schematisch dargestellt ist. Das Antriebssystem 1 dient in den dargestellten Ausführungsvarianten jeweils zum Ausbilden eines Vierrad- / Allradantriebes des Kraftfahrzeuges 20. Demnach ist das Antriebssystem 1 jeweils mit mehreren Vorderrädern 25 sowie Hinterrädern 26 gekoppelt bzw. koppelbar.Combined with 1 is the drive system according to the invention 1 illustrated with regard to its basic structure and its preferred area of application. The drive system 1 is as a hybrid drive system 1 implemented. The drive system 1 is also preferably implemented as a serial hybrid drive system. The drive system 1 thus serves to drive a hybrid motor vehicle 20th , this in 1 is shown schematically. The drive system 1 serves in the illustrated embodiment variants to form a four-wheel / all-wheel drive of the motor vehicle 20th . Accordingly, the drive system is 1 each with several front wheels 25th as well as rear wheels 26th coupled or connectable.

Das Antriebssystem 1 an sich weist eine Motorwelle 4 auf, die permanent mit einer Ausgangswelle 2 / Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine 3 verbunden / gekoppelt oder wahlweise mit dieser verbindbar / koppelbar ist. Die Motorwelle 4 ist in der Ausführung nach 1 über einen Torsionsschwingungsdämpfer 27 (vorzugsweise Zweimassenschwungrad) mit einer ersten Getriebewelle 28 einer Getriebeeinheit 12 verbunden.The drive system 1 in itself has a motor shaft 4th on that permanent with a Output shaft 2 / Crankshaft of an internal combustion engine 3 connected / coupled or optionally connectable / connectable with this. The motor shaft 4th is in the execution according to 1 via a torsional vibration damper 27 (preferably dual mass flywheel) with a first gear shaft 28 a gear unit 12th connected.

Die Motorwelle 4 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel parallel, d. h. achsversetzt, zu einer in der Fahrzeugdraufsicht der 1 mittig zwischen den Vorderrädern 25 bzw. den Hinterrädern 26 verlaufenden Fahrzeuglängsachse 24 angeordnet. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist folglich mit ihrer durch die Ausgangswelle 2 festgelegten Längsachse parallel zur Fahrzeuglängsachse 24 ausgerichtet.The motor shaft 4th is in the first embodiment parallel, ie off-axis, to one in the vehicle top view of the 1 in the middle between the front wheels 25th or the rear wheels 26th extending vehicle longitudinal axis 24 arranged. The internal combustion engine 3 is consequently with her through the output shaft 2 defined longitudinal axis parallel to the vehicle longitudinal axis 24 aligned.

Zudem ist die Verbrennungskraftmaschine 3 entlang dieser Fahrzeuglängsachse 24 betrachtet (in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 20) vor zwei, jeweils mit einem der Vorderräder 25 verbundenen Vorderradantriebwellen 9a, 9b angeordnet. Die Vorderradantriebwellen 9a, 9b bilden eine gemeinsame Vorderachse aus, die senkrecht zu der Fahrzeuglängsachse 24 verläuft.In addition, the internal combustion engine is 3 along this longitudinal axis of the vehicle 24 viewed (in the direction of travel of the vehicle 20th ) in front of two, each with one of the front wheels 25th connected front wheel drive shafts 9a , 9b arranged. The front wheel drive shafts 9a , 9b form a common front axle that is perpendicular to the vehicle's longitudinal axis 24 runs.

Ein erster Elektromotor 6 ist so umgesetzt, dass er in einem Hauptbetriebszustand des Antriebssystems 1 als Generator arbeitet / dient. Der erste Elektromotor 6 ist mit seiner (ersten) Rotorwelle 5 parallel zu der Motorwelle 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Rotorwelle 5 über eine erste Zahnradstufe 30 mit der ersten Getriebewelle 28 drehfest koppelbar.A first electric motor 6th is implemented in such a way that it is in a main operating state of the drive system 1 works / serves as a generator. The first electric motor 6th is with its (first) rotor shaft 5 parallel to the motor shaft 4th arranged. In this embodiment, the first rotor shaft 5 via a first gear stage 30th with the first gear shaft 28 rotatably connectable.

Des Weiteren ist eine in dem Hauptbetriebszustand des Antriebssystems 1 als Antriebsmotor / Traktionsmaschine arbeitender zweiter Elektromotor 8 vorhanden. Dieser zweite Elektromotor 8 weist eine zweite Rotorwelle 7 auf, die parallel zu der Motorwelle 4 sowie zu der ersten Rotorwelle 5 ausgerichtet ist. In dieser Ausführung ist die zweite Rotorwelle 7 koaxial zu der Fahrzeuglängsachse 24 angeordnet.Furthermore, one is in the main operating state of the drive system 1 Second electric motor working as drive motor / traction machine 8th available. This second electric motor 8th has a second rotor shaft 7th on that parallel to the motor shaft 4th as well as to the first rotor shaft 5 is aligned. In this version is the second rotor shaft 7th coaxial to the longitudinal axis of the vehicle 24 arranged.

Die zweite Rotorwelle 7 ist in dieser Ausführung als eine Hohlwelle realisiert, die koaxial zu einer Zwischenwelle 23 der Getriebeeinheit 12 angeordnet ist. Die Zwischenwelle 23 ist jene Welle, die über eine Kupplung 33 mit einer Verbindungswelle 22 eines (zweiten) Differenzialgetriebes 19b seitens zweier Hinterradantriebswellen 21a, 21b koppelbar ist. Die beiden Hinterradantriebswellen 21a, 21b bilden wiederum eine Hinterachse, die senkrecht zu der Fahrzeuglängsachse 24 ausgerichtet ist. Die Zwischenwelle 23 ist wiederum über entsprechende Zahnradstufen 31, 32 mit der ersten Getriebewelle 28 oder einer weiteren zweiten Getriebewelle 29 koppelbar.The second rotor shaft 7th is realized in this embodiment as a hollow shaft that is coaxial with an intermediate shaft 23 the gear unit 12th is arranged. The intermediate shaft 23 is that shaft that has a coupling 33 with a connecting shaft 22nd a (second) differential gear 19b on the part of two rear wheel drive shafts 21a , 21b can be coupled. The two rear wheel drive shafts 21a , 21b in turn form a rear axle that is perpendicular to the vehicle's longitudinal axis 24 is aligned. The intermediate shaft 23 is in turn via corresponding gear stages 31 , 32 with the first gear shaft 28 or another second gear shaft 29 connectable.

Des Weiteren ist zu erkennen, dass zwischen der Zwischenwelle 23 und der zweiten Rotorwelle 7 ein Planetengetriebe 34 wirksam eingesetzt ist. Das Planetengetriebe 34 ist mit seinem zentralen Sonnenrad 35 drehfest mit der zweiten Rotorwelle 7 direkt verbunden. Ein mehrere Planetenräder 36 drehbar lagernder Planetenträger 37 ist permanent drehfest mit der Zwischenwelle 23 verbunden. Die Planetenräder 36 befinden sich neben dem Sonnenrad 35 auch mit einem Hohlrad 38 in Zahneingriff, welches Hohlrad 38 wahlweise gehäusefest abstützbar oder relativ zu diesem Gehäuse verdrehbar ist. Eine entsprechende Bremseinrichtung 39/ Verriegelungseinrichtung dient zum Umschalten zwischen diesen beiden Betriebszuständen des Planetengetriebes 34. Dadurch wird in einer aktivierten Stellung der Bremseinrichtung 39 eine entsprechende Übersetzungswandlung von der zweiten Rotorwelle 7 hin zu der Zwischenwelle 23 erzielt; in einer zweiten Stellung der Bremseinrichtung 39 wird der zweite Elektromotor 8 von der weiteren Getriebeeinheit 12 entkoppelt, da die Planetenräder 36 relativ zu dem Sonnenrad 35 und dem Hohlrad 38 frei durchdrehen.It can also be seen that between the intermediate shaft 23 and the second rotor shaft 7th a planetary gear 34 is used effectively. The planetary gear 34 is with its central sun gear 35 non-rotatably with the second rotor shaft 7th directly connected. One of several planet gears 36 rotatably mounted planet carrier 37 is permanently rotatable with the intermediate shaft 23 connected. The planet gears 36 are located next to the sun gear 35 also with a ring gear 38 in mesh, which ring gear 38 optionally can be supported fixed to the housing or rotated relative to this housing. A corresponding braking device 39 / Locking device is used to switch between these two operating states of the planetary gear 34 . As a result, the braking device is in an activated position 39 a corresponding translation conversion from the second rotor shaft 7th towards the intermediate shaft 23 achieved; in a second position of the braking device 39 becomes the second electric motor 8th from the further gear unit 12th decoupled because the planet gears 36 relative to the sun gear 35 and the ring gear 38 spin freely.

Seitens eines Ausgangs der Getriebeeinheit 12 ist zu erkennen, dass die zweite Getriebewelle 29 über eine Kegelradverbindung 15 mit einem Eingang 11 in Form eines Eingangsrades 13 eines als erstes Differenzialgetriebe 19a ausgebildeten Differenzials 10 verbunden ist. Dabei befindet sich ein drehfest an der zweiten Getriebewelle 29 angebrachtes Zahnradsegment 14 mit dem Eingangsrad 13 in Zahneingriff.On the part of an output of the transmission unit 12th it can be seen that the second gear shaft 29 via a bevel gear connection 15th with an entrance 11 in the form of an input wheel 13th one as the first differential gear 19a trained differential 10 connected is. There is a rotationally fixed on the second gear shaft 29 attached gear segment 14th with the input wheel 13th in mesh.

Das erste Differenzialgetriebe 19a dient als Vorderraddifferenzial und weist ausgangsseitig folglich die beiden Vorderradantriebswellen 9a, 9b auf. Die Vorderradantriebswellen 9a, 9b verlaufen in Querrichtung des Kraftfahrzeuges 20 und sind zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und den beiden Elektromotoren 6, 8 angeordnet.The first differential gear 19a serves as a front wheel differential and consequently has the two front wheel drive shafts on the output side 9a , 9b on. The front wheel drive shafts 9a , 9b run in the transverse direction of the motor vehicle 20th and are between the internal combustion engine 3 and the two electric motors 6th , 8th arranged.

Des Weiteren weist die Getriebeeinheit 12 auf typische Weise eine Schalteinrichtung 40 auf, die zwischen der ersten Getriebewelle 28, der ersten Rotorwelle 5 und der zweiten Rotorwelle 7 wirkend eingesetzt ist, um die entsprechenden unterschiedlichen Antriebsmodi des Kraftfahrzeuges anzusteuern / zu schalten.Furthermore, the gear unit 12th typically a switching device 40 on that between the first gear shaft 28 , the first rotor shaft 5 and the second rotor shaft 7th is effectively used to control / switch the corresponding different drive modes of the motor vehicle.

In Verbindung mit den 2 bis 8 sind weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 dargestellt. Da diese Ausführungsbeispiele jeweils auf dem ersten Ausführungsbeispiel oder aufeinander aufbauen, werden nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede zwischen diesen Ausführungsbeispielen beschrieben.In connection with the 2 to 8th are further embodiments of the drive system according to the invention 1 shown. Since these exemplary embodiments are each based on the first exemplary embodiment or on one another, only the differences between these exemplary embodiments are described below for the sake of brevity.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 ist eine weitere (zweite) Zwischenwelle 41 koaxial zu der (ersten) Zwischenwelle 23 angeordnet. Die zweite Zwischenwelle 41 befindet sich radial zwischen der zweiten Rotorwelle 7 und der ersten Zwischenwelle 23 und ist folglich ebenfalls als Hohlwelle realisiert. Die zweite Zwischenwelle 41 ist in diesem Ausführungsbespiel jene Welle, die fest mit dem Planetenträger 37 des Planetengetriebes 34 verbunden ist. Die zweite Zwischenwelle 41 ist über die beiden zweiten und dritten Zahnradstufen 31, 32 mit der ersten Getriebewelle 28 und der zweiten Getriebewelle 29 gekoppelt.In the second embodiment according to 2 is another (second) intermediate shaft 41 coaxial with the (first) intermediate shaft 23 arranged. The second intermediate shaft 41 is located radially between the second rotor shaft 7th and the first intermediate shaft 23 and is consequently also implemented as a hollow shaft. The second intermediate shaft 41 in this exemplary embodiment is the shaft that is firmly attached to the planet carrier 37 of the planetary gear 34 connected is. The second intermediate shaft 41 is about the two second and third gear stages 31 , 32 with the first gear shaft 28 and the second gear shaft 29 coupled.

Über eine zusätzliche (vierte) Zahnradstufe 42 ist die zweite Getriebewelle 29 mit der ersten Zwischenwelle 23 und über die Kupplung 33 mit dem zweiten Differential 19b verbunden.Via an additional (fourth) gear stage 42 is the second gear shaft 29 with the first intermediate shaft 23 and about the clutch 33 with the second differential 19b connected.

Mit 3 sind die Rotorwellen 5 und 7 sowie die Motorwelle 4 auf andere Weise ausgerichtet. Die Motorwelle 4 ist nun koaxial zu der ersten Rotorwelle 5 angeordnet. Die erste Rotorwelle 5 befindet sich wiederum koaxial zur Verbindungswelle 22. Somit ist die Motorwelle 4 und die erste Rotorwelle 5 koaxial zur Fahrzeuglängsachse 24 angeordnet. Die zweite Rotorwelle 7 befindet sich nun parallel zu der ersten Rotorwelle 5 / der Motorwelle 4.With 3 are the rotor shafts 5 and 7th as well as the motor shaft 4th oriented in a different way. The motor shaft 4th is now coaxial with the first rotor shaft 5 arranged. The first rotor shaft 5 is in turn coaxial with the connecting shaft 22nd . Thus is the motor shaft 4th and the first rotor shaft 5 coaxial to the vehicle's longitudinal axis 24 arranged. The second rotor shaft 7th is now parallel to the first rotor shaft 5 / the motor shaft 4th .

Des Weiteren weist die Getriebeeinheit 12 eine Doppelkupplungseinrichtung 18 auf, die zwischen der Motorwelle 4 / der ersten Getriebewelle 28, der ersten Rotorwelle 5 sowie der zweiten Rotorwelle 7 wirkend eingesetzt ist. Die Doppelkupplungseinrichtung 18 weist zwei seriell zueinander wirkende Teilkupplungen 16, 17 auf.Furthermore, the gear unit 12th a double clutch device 18th on that between the motor shaft 4th / the first gear shaft 28 , the first rotor shaft 5 and the second rotor shaft 7th is used effectively. The double clutch device 18th has two partial couplings acting in series with one another 16 , 17th on.

Eine erste Teilkupplung 16 der Doppelkupplungseinrichtung 18 ist zwischen der ersten Getriebewelle 28 und dem ersten Elektromotor 6 / der ersten Rotorwelle 5 wirkend eingesetzt. Dadurch ist durch die erste Teilkupplung 16 eine wahlweise Verbindung der Verbrennungskraftmaschine 3 mit dem ersten Elektromotor 6 bzw. ein Entkoppeln der Verbrennungskraftmaschine 3 von dem ersten Elektromotor 6 umsetzbar.A first partial coupling 16 the double clutch device 18th is between the first gear shaft 28 and the first electric motor 6th / of the first rotor shaft 5 used effectively. This is through the first partial coupling 16 an optional connection of the internal combustion engine 3 with the first electric motor 6th or a decoupling of the internal combustion engine 3 from the first electric motor 6th actionable.

Eine zweite Teilkupplung 17 der Doppelkupplungseinrichtung 18 ist zwischen der zweiten Getriebewelle 29 und der ersten Rotorwelle 5 wirkend eingesetzt.A second partial coupling 17th the double clutch device 18th is between the second gear shaft 29 and the first rotor shaft 5 used effectively.

Weiterhin ist die zweite Rotorwelle 7 über eine (fünfte) Zahnradstufe 43 mit der zweiten Getriebewelle 29 verbunden. Die zweite Getriebewelle 29 ist als Hohlwelle ausgebildet und ist koaxial zu der ersten Getriebewelle 28 (außerhalb dieser) angeordnet.There is also the second rotor shaft 7th via a (fifth) gear stage 43 with the second gear shaft 29 connected. The second gear shaft 29 is designed as a hollow shaft and is coaxial with the first transmission shaft 28 (outside of this) arranged.

Das Eingangsrad 13 ist lediglich abschnittsweise dargestellt, wobei dieses auf übliche Weise weiter mittels des ersten Differenzialgetriebes 19a mit den beiden Vorderradantriebswellen 9a, 9b gekoppelt ist.The entrance wheel 13th is only shown in sections, this being continued in the usual way by means of the first differential gear 19a with the two front wheel drive shafts 9a , 9b is coupled.

In dem Ausführungsbeispiel nach 4, das im Wesentlichen auf dem Ausführungsbeispiel der 3 aufbaut, sind nun sowohl die beiden Rotorwellen 5, 7 als auch die Motorwelle 4 allesamt koaxial angeordnet. Auch befinden sich diese drei Wellen 4, 5, 7 allesamt koaxial zur Fahrzeuglängsachse 24.In the embodiment according to 4th , which is essentially based on the embodiment of 3 builds up, both rotor shafts are now 5 , 7th as well as the motor shaft 4th all arranged coaxially. There are also these three waves 4th , 5 , 7th all coaxial to the vehicle's longitudinal axis 24 .

Dabei ist die zweite Rotorwelle 7, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, als Hohlwelle umgesetzt und von der ersten Rotorwelle 5 durchdrungen. Die Doppelkupplungseinrichtung 18 ist wiederum gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vorhanden, um die Rotorwellen 5, 7 und die Motorwelle 4 wahlweise mit der zweiten Getriebewelle 29 zu verbinden.Here is the second rotor shaft 7th , as in the first embodiment, implemented as a hollow shaft and from the first rotor shaft 5 penetrated. The double clutch device 18th is again present, according to the third embodiment, to the rotor shafts 5 , 7th and the motor shaft 4th optionally with the second gear shaft 29 connect to.

Des Weiteren ist ersichtlich, dass die erste Teilkupplung 16 nun zwischen der ersten Getriebewelle 28 / der ersten Rotorwelle 5 und einer weiteren dritten Getriebewelle 49 wirkend eingesetzt ist, wobei die als Hohlwelle umgesetzte dritte Getriebewelle 49 koaxial zu der ersten Getriebewelle 28 / der ersten Rotorwelle 5 angeordnet ist und mittels einer (fünften) Zahnradstufe 43 mit der zweiten Getriebewelle 29 weiter verbunden ist. Die zweite Teilkupplung 17 ist zwischen der zweiten Rotorwelle 7 und der dritten Getriebewelle 49 wirkend eingesetzt.It can also be seen that the first partial coupling 16 now between the first gear shaft 28 / of the first rotor shaft 5 and a further third gear shaft 49 is used effectively, the third gear shaft implemented as a hollow shaft 49 coaxial with the first gear shaft 28 / of the first rotor shaft 5 is arranged and by means of a (fifth) gear stage 43 with the second gear shaft 29 is further connected. The second partial coupling 17th is between the second rotor shaft 7th and the third gear shaft 49 used effectively.

Im fünften Ausführungsbeispiel der 5 ist gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel eine zusätzliche Trennkupplung 44 in der ersten Getriebewelle 28 integriert, um die Motorwelle 4 wahlweise von der übrigen Getriebeeinheit 12 zu entkoppeln.In the fifth embodiment of the 5 is an additional disconnect clutch compared to the fourth embodiment 44 in the first gear shaft 28 integrated to the motor shaft 4th optionally from the rest of the gear unit 12th to decouple.

Das sechste Ausführungsbeispiel ähnelt wiederum dem ersten Ausführungsbeispiel. In dieser Ausführung ist das Planetengetriebe 34 jedoch mehrgängig realisiert. Eine Getriebekupplung 45 dient dementsprechend in ihrer geschlossenen Stellung zum direkten Verbinden des Sonnenrades 35 mit dem Planetenträger 37. In einer geöffneten Stellung der Getriebekupplung 45 sind Sonnenrad 35 und Planetenträger 37 auf übliche Weise mittels der Planetenräder 36 sowie dem Hohlrad 38 miteinander gekoppelt oder koppelbar.The sixth embodiment is again similar to the first embodiment. In this version is the planetary gear 34 but implemented in several stages. A gear clutch 45 accordingly serves in its closed position for direct connection of the sun gear 35 with the planet carrier 37 . In an open position of the gear clutch 45 are sun gear 35 and planet carriers 37 in the usual way by means of the planetary gears 36 as well as the ring gear 38 coupled or connectable to each other.

Die Zwischenwelle 23 ist in diesem sechsten Ausführungsbeispiel über die in einer (zweiten) Zahnradebene 47 angeordnete dritte Zahnradstufe 32 mit der zweiten Getriebewelle 29 gekoppelt. Die dritte Zahnradstufe 32 umfasst hier ein zusätzliches Zwischenzahnrad 50.The intermediate shaft 23 is in this sixth embodiment over the in a (second) gear plane 47 arranged third gear stage 32 with the second gear shaft 29 coupled. The third gear stage 32 includes here an additional intermediate gear 50 .

Die erste Zahnradstufe 30 sowie die zweite Zahnradstufe 31 sind entlang einer (ersten) Zahnradebene 46 angeordnet. Die zweite Zahnradstufe 31 umfasst ebenfalls ein Zwischenzahnrad 50 und ist direkt zwischen den beiden Getriebewellen 28 und 29 wirkend eingesetzt.The first gear stage 30th as well as the second gear stage 31 are along a (first) gear plane 46 arranged. The second gear stage 31 also includes an intermediate gear 50 and is directly between the two transmission shafts 28 and 29 used effectively.

In 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel dargestellt, das ähnlich zu dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Als Unterschied gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel ist herauszuheben, dass dieses Antriebssystem 1 nun zwei zweite Elektromotoren 8 aufweist, die je zu einer Seite der zentralen Fahrzeuglängsachse 24 hin angeordnet sind. Die beiden zweiten Elektromotoren 8 sind jedoch in axialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet. Die erste Rotorwelle 5 verläuft in einem radialen Zwischenraum zwischen diesen beiden zweiten Elektromotoren 8 hindurch.In 7th a seventh embodiment is shown, which is designed similar to the fourth embodiment. What should be emphasized as a difference compared to the third exemplary embodiment is that this drive system 1 now two second electric motors 8th has, each to one side of the central vehicle longitudinal axis 24 are arranged towards. The two second electric motors 8th however, are arranged at the same height in the axial direction. The first rotor shaft 5 runs in a radial space between these two second electric motors 8th through.

In dieser Ausführung ist wiederum die Doppelkopplungseinrichtung 18 vorhanden, um die beiden zweiten Rotorwellen 7 mit der Motorwelle 4 bzw. die erste Rotorwelle 5 mit der Motorwelle 4 zu verbinden. Die beiden zweiten Rotorwellen 7 sind gemeinsam über die dritte Getriebewelle 49 mit der zweiten Getriebewelle 29 permanent drehgekoppelt. Die erste Teilkupplung 16 ist zwischen der ersten Getriebewelle 28 und der erste Rotorwelle 5 wirkend eingesetzt. Die zweite Teilkupplung 17 ist zwischen der ersten Rotorwelle 5 und der dritten Getriebewelle 49 wirkend eingesetzt.In this embodiment there is again the double coupling device 18th present to the two second rotor shafts 7th with the motor shaft 4th or the first rotor shaft 5 with the motor shaft 4th connect to. The two second rotor shafts 7th are shared via the third gear shaft 49 with the second gear shaft 29 permanently rotatably coupled. The first partial coupling 16 is between the first gear shaft 28 and the first rotor shaft 5 used effectively. The second partial coupling 17th is between the first rotor shaft 5 and the third gear shaft 49 used effectively.

Mit 8 ist schließlich ein achtes Ausführungsbeispiel dargestellt, das ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Als Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist zu nennen, dass nun mehrere verschiedene Gänge / Übersetzungsstufen zwischen der ersten Getriebewelle 28 bzw. einer wahlweise mit der ersten Getriebewelle 28 koppelbaren (dritten) Zwischenwelle 51 und der (ersten) Zwischenwelle 23 schaltbar sind. Folglich ist der erste Elektromotor 6, wahlweise zusammen mit der Verbrennungskraftmaschine 3, in zwei verschiedenen Gängen mit der (ersten) Zwischenwelle 23 und somit mit den Antriebswellen 9a, 9b und/oder 21a, 21b verbindbar.With 8th Finally, an eighth embodiment is shown, which is designed similar to the first embodiment. The difference compared to the first exemplary embodiment is that there are now several different gears / gear ratios between the first transmission shaft 28 or one optionally with the first gear shaft 28 couplable (third) intermediate shaft 51 and the (first) intermediate shaft 23 are switchable. Consequently, the first is electric motor 6th , optionally together with the internal combustion engine 3 , in two different gears with the (first) intermediate shaft 23 and thus with the drive shafts 9a , 9b and or 21a , 21b connectable.

Die (dritte) Zwischenwelle 51 ist in dieser Ausführung, unter Ausbildung einer Hohlwelle, koaxial zu der ersten Getriebewelle 28 angeordnet.The (third) intermediate shaft 51 is in this embodiment, with the formation of a hollow shaft, coaxial with the first gear shaft 28 arranged.

Eine erste Übersetzungsstufe 52a ist über ein, mit der (dritten) Zwischenwelle 51 verbindbares, erstes Losrad 53a und ein, auf der (ersten) Zwischenwelle 23 sitzendes, erstes Festrad 54a umgesetzt. Eine zweite Übersetzungsstufe 52b ist über ein, mit der (dritten) Zwischenwelle 51 verbindbares, zweites Losrad 53b und ein, auf der (ersten) Zwischenwelle 23 sitzendes, zweites Festrad 54b umgesetzt. Zum wahlweisen Verbinden der Losräder 53a, 53b mit der (dritten) Zwischenwelle 51 oder zum Entkoppeln dieser Losräder 53a, 53b von der (dritten) Zwischenwelle 51 umfasst die vorhandene Schalteinrichtung 40 eine Doppelsynchronisierung 55. Ein verschiebbares Koppelelement 56 der Doppelsynchronisierung 55 ist somit zwischen drei Stellungen schaltbar, wobei in seiner ersten Stellung die erste Übersetzungsstufe 52a geschalten ist, in einer zweiten Stellung die zweite Übersetzungsstufe 52b geschalten ist und in einer dritten Stellung (Zwischenstellung weder die erste Übersetzungsstufe 52a noch die zweite Übersetzungsstufe 52b geschalten ist.A first level of translation 52a is via one, with the (third) intermediate shaft 51 connectable, first idler wheel 53a and one, on the (first) intermediate shaft 23 seated, first fixed gear 54a implemented. A second level of translation 52b is via one, with the (third) intermediate shaft 51 connectable, second idler gear 53b and one, on the (first) intermediate shaft 23 seated, second fixed gear 54b implemented. For optional connection of the idler gears 53a , 53b with the (third) intermediate shaft 51 or to decouple these idler gears 53a , 53b from the (third) intermediate shaft 51 includes the existing switching device 40 a double synchronization 55 . A sliding coupling element 56 of double synchronization 55 can thus be switched between three positions, with the first gear ratio in its first position 52a is switched, the second gear stage in a second position 52b is shifted and in a third position (intermediate position neither the first gear stage 52a still the second gear ratio 52b is switched.

Des Weiteren umfasst die Schalteinrichtung 40 eine Einfachsynchronisierung 57, über die die erste Getriebewelle 28 wahlweise mit der (dritten) Zwischenwelle 51 verbunden oder von dieser entkoppelt ist.The switching device also includes 40 a single synchronization 57 over which the first gear shaft 28 optionally with the (third) intermediate shaft 51 is connected or decoupled from this.

Die (erste) Zwischenwelle 23 ist, wie bereits in 1 umgesetzt, über die Zahnradstufe 32 mit der zweiten Getriebewelle 29 und folglich mit dem Differenzial verbunden. Diese Zahnradstufe 32 ist durch das erste Festrad 54a mit ausgebildet.The (first) intermediate shaft 23 is, as already in 1 implemented via the gear stage 32 with the second gear shaft 29 and consequently connected to the differential. This gear stage 32 is through the first fixed gear 54a trained with.

In anderen Worten ausgedrückt, sind erfindungsgemäß folgende Ausführungsbeispiele realisiert:

  • 1 zeigt einen Front-Längs-Einbau, wobei eine zusätzliche Kegelradstufe 15 zum Differential 10, 19a und eine quer zur Fahrtrichtung / Fahrzeuglängsachse 24 verlaufende Achse 9a, 9b zwischen Motor (Verbrennungskraftmaschine 3) und ZMS / Zweimassenschwungrad 27 angeordnet ist. Die Rotorwelle 7 des Traktionsmotors 8 ist als Hohlwelle ausgeführt. Durch die Hohlwelle 7 des Traktionsmotors 8 ist eine Verteilerwelle 23 geführt, welche das Drehmoment zum einen an die Zwischenwelle (zweite Getriebewelle 29) und damit an die Vorderachse, und zum anderen an die Hinterachse überträgt. Mit dieser Anordnung ist es möglich das Fahrzeug sowohl mit dem Traktionsmotor 7 wie auch mit dem Verbrennungsmotor 3 im Allradmodus zu betrieben.
  • Die 2 ist prinzipiell wie 1 umgesetzt, allerdings mit einer weiteren Zahnradstufe 42 auf der Kegelradzwischenwelle 29, als Abtrieb zur Hinterachse. Diese verläuft koaxial zur Welle 7 des Traktionsmotors 8. Im Unterschied zur Struktur nach 1 ist durch die Hohlwelle des Traktionsmotors 8 eine weitere Hohlwelle 41 geführt, die das gesamte Drehmoment an die Zwischenwelle 29 leitet. Von der Zwischenwelle 29 leitet die zusätzliche Zahnradstufe 42 das Drehmoment über eine Welle 23 durch die beiden Hohlwellen 7, 41 des Traktionsmotors 8 an die Hinterachse. Die Strukturen nach den 1 und 2 sind im Wesentlichen funktional identisch.
  • 3 zeigt eine Struktur, bei der der Generator 6 koaxial zum Verbrenner 3 angeordnet ist und in den Längstunnel des Fahrzeugs 20 hineinragt. Der Traktionsmotor 8 ist achsparallel angebunden. Die beiden E-Maschinen 6, 8 können über eine Doppelkupplung 18 mit dem Verbrenner 3 verbunden werden. Die beiden Teilkupplungen 16, 17 der Doppelkupplung 18 sind dabei in Reihe geschaltet und nicht wie gewöhnlich parallel. Deshalb kann diese Bauform in Anlehnung an das „Parallelschaltgetriebe“ als „Reihenschaltgetriebe“ bezeichnet werden. Die Doppelkupplung 18 ist wie folgt verschaltet: Eingang mit Verbrenner 3 verbunden; Gehäuse mit Generator 6 verbunden; Ausgang mit Abtrieb und Traktionsmotor 8 verbunden. Der Traktionsmotor 8 kann ebenfalls über ein der Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltes internes Planetengetriebe 43 abgekoppelt werden.
  • 4 zeigt eine Struktur, bei der der Traktionsmotor 8 und der Generator 6 koaxial zum Verbrenner 3 angeordnet sind und in den Längstunnel des Fahrzeugs 20 hineinragen. Die Anbindung der E-Maschinen 6, 8 erfolgt über eine Art Doppelkupplung 18. Diese ist wie folgt verschaltet: Eingang mit Verbrenner 3 und Generator 6 (Planetenträger des Planetengetriebes vom Generator) verbunden; Gehäuse mit Abtrieb verbunden; Ausgang mit Traktionsmotor 8 verbunden.
In other words, the following exemplary embodiments are implemented according to the invention:
  • 1 shows a front longitudinal installation, with an additional bevel gear stage 15th to the differential 10 , 19a and one transverse to the direction of travel / vehicle longitudinal axis 24 running axis 9a , 9b between engine (internal combustion engine 3 ) and DMF / dual mass flywheel 27 is arranged. The rotor shaft 7th of the traction motor 8th is designed as a hollow shaft. Through the hollow shaft 7th of the traction motor 8th is a distributor shaft 23 out, which the torque on the one hand to the intermediate shaft (second gear shaft 29 ) and thus to the front axle, and on the other hand to the rear axle. With this arrangement it is possible to use the vehicle with both the traction motor 7th as well as with the internal combustion engine 3 operated in all-wheel drive mode.
  • The 2 is basically like 1 implemented, but with a further gear stage 42 on the bevel gear idler shaft 29 , as an output to the rear axle. This runs coaxially to the shaft 7th of the traction motor 8th . In contrast to the structure after 1 is through the hollow shaft of the traction motor 8th another hollow shaft 41 out that the entire torque to the intermediate shaft 29 directs. From the intermediate shaft 29 directs the additional gear stage 42 the torque via a shaft 23 through the two hollow shafts 7th , 41 of the traction motor 8th to the rear axle. The structures according to the 1 and 2 are essentially functionally identical.
  • 3 shows a structure in which the generator 6th coaxial to the combustion engine 3 is arranged and in the longitudinal tunnel of the vehicle 20th protrudes. The traction motor 8th is connected axially parallel. The two electric machines 6th , 8th can have a double clutch 18th with the burner 3 get connected. The two Part couplings 16 , 17th the double clutch 18th are connected in series and not in parallel as usual. This design can therefore be referred to as a "series gearbox" based on the "parallel gearbox". The double clutch 18th is interconnected as follows: Input with combustion engine 3 connected; Housing with generator 6th connected; Output with output and traction motor 8th connected. The traction motor 8th can also have an internal planetary gear, not shown for the sake of clarity 43 be disconnected.
  • 4th shows a structure in which the traction motor 8th and the generator 6th coaxial to the combustion engine 3 are arranged and in the longitudinal tunnel of the vehicle 20th protrude. The connection of the electric machines 6th , 8th takes place via a kind of double clutch 18th . This is interconnected as follows: Input with burner 3 and generator 6th (Planet carrier of the planetary gear from the generator) connected; Housing connected to output; Output with traction motor 8th connected.

Dem Generator 6 ist bevorzugt ein der Übersichtlichkeit nicht dargestelltes Planetengetriebe vorgeschaltet, das wie folgt verschaltet ist: Hohlrad gegen fest gebremst, um Übersetzung darzustellen (z.B. i=3); Planetenträger bildet Ausgang; Sonne mit Rotor des Generators 6. Das Planetengetriebe kann auch verblockt werden (Direktdurchtrieb, i=1), wodurch der Generator mit der gleichen Drehzahl dreht wie der Verbrenner 3. Damit ist es möglich, den Generator 6 bis zur Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 20 mitlaufen zu lassen und ihn als Boostfunktion einzusetzen. Die Standklimatisierung kann über den Traktionsmotor 8 erfolgen.The generator 6th a planetary gear, not shown for the sake of clarity, is preferably connected upstream, which is interconnected as follows: ring gear firmly braked against in order to show translation (eg i = 3); Planet carrier forms exit; Sun with rotor of the generator 6th . The planetary gear can also be locked (direct through drive, i = 1), so that the generator rotates at the same speed as the combustion engine 3 . This makes it possible to use the generator 6th up to the maximum speed of the vehicle 20th run along and use it as a boost function. The stationary air conditioning can be via the traction motor 8th respectively.

5 ist prinzipiell wie die in 4 dargestellte Struktur umgesetzt, allerdings mit einer zusätzlichen Trennkupplung 44 hinter dem Verbrenner 3 / dem ZMS 27, wodurch der Generator 6 vom Verbrenner 3 entkoppelt werden kann. Dadurch kann der Klimakompressor am Generator 6 angebunden werden, was folgende Vorteile hat: a) Standklimatisierung mit Generator 6; b) EV-Boost für Anfahrten (Traktionsmotor 8 + Generator 6). 5 is basically like the one in 4th The structure shown has been implemented, but with an additional disconnect clutch 44 behind the burner 3 / the ZMS 27 , making the generator 6th from the combustion engine 3 can be decoupled. This enables the air conditioning compressor on the generator 6th connected, which has the following advantages: a) Stand air conditioning with generator 6th ; b) EV boost for starts (traction motor 8th + Generator 6th ).

6 zeigt eine Struktur, bei der beide E-Maschinen 6, 8 achsparallel angeordnet sind. Beide E-Maschinen 6, 8 haben einen Achsversatz zum Verbrenner 3. Das kann wichtig sein, wenn der Verbrenner 3 nicht koaxial zum Mitteltunnel 24 des Fahrzeugs 20 ausgerichtet ist. Der Übersetzungsunterschied zwischen Vorder- und Hinterachsdifferential 19a, 19b entspricht der Übersetzung der entsprechenden Zahnradebene. Der Traktionsmotor 8 ist wie in Verbindung mit 4 beschrieben angebunden und kann ebenfalls zwei Übersetzungen und damit zwei Gänge darstellen und kann zusätzlich auch abgeworfen werden. Der Traktionsmotor 8 ist koaxial zum Eingang des Hinterachsdifferentials 19b angebunden. 6th shows a structure in which both e-machines 6th , 8th are arranged axially parallel. Both electric machines 6th , 8th have an offset to the combustion engine 3 . That can be important when the burners 3 not coaxial with the center tunnel 24 of the vehicle 20th is aligned. The ratio difference between the front and rear axle differentials 19a , 19b corresponds to the translation of the corresponding gear wheel level. The traction motor 8th is like in connection with 4th and can also represent two gear ratios and thus two gears and can also be thrown off. The traction motor 8th is coaxial with the input of the rear differential 19b tied up.

7 zeigt eine Struktur ähnlich zur Struktur nach 3, allerdings mit zwei Traktionsmotoren 8, die über ein gemeinsames Zahnrad mit dem Ausgang der Doppelkupplung 18 verbunden sind. Die Doppelkupplung 18 ist wie folgt verschaltet: Eingang mit Verbrenner 3 verbunden; Gehäuse mit Generator 6 verbunden; Ausgang mit Abtrieb und Traktionsmotor 8 verbunden. Die Traktionsmotoren 8 können wiederum über ein internes Planetengetriebe abgekoppelt werden. 7th shows a structure similar to the structure 3 , but with two traction motors 8th that share a gear with the output of the double clutch 18th are connected. The double clutch 18th is interconnected as follows: Input with combustion engine 3 connected; Housing with generator 6th connected; Output with output and traction motor 8th connected. The traction motors 8th can in turn be decoupled via an internal planetary gear.

Mit 8 ist eine Struktur gezeigt, die weitestgehend der Struktur nach 1 entspricht. Dies bedeutet, dass die Rotorwelle 7 des Traktionsmotors 8 als Hohlwelle ausgeführt ist. Durch die Hohlwelle 7 des Traktionsmotors 8 ist eine Verteilerwelle 23 geführt, welche das Drehmoment zum einen an die Zwischenwelle (zweite Getriebewelle 29) und damit an die Vorderachse 9a, 9b, und zum anderen an die Hinterachse 21a, 21b überträgt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Fahrzeug sowohl mit dem Traktionsmotor 8, wie auch mit dem Verbrennungsmotor 3 im Allradmodus zu betreiben.With 8th a structure is shown, which is largely based on the structure 1 corresponds to. This means that the rotor shaft 7th of the traction motor 8th is designed as a hollow shaft. Through the hollow shaft 7th of the traction motor 8th is a distributor shaft 23 out, which the torque on the one hand to the intermediate shaft (second gear shaft 29 ) and thus to the front axle 9a , 9b , and on the other hand to the rear axle 21a , 21b transmits. With this arrangement it is possible to use the vehicle with both the traction motor 8th , as well as with the internal combustion engine 3 operate in all-wheel drive mode.

Als zusätzliches Merkmal enthält die Struktur nach 8 nun zwei Gänge für den Verbrenner-Betrieb, anstelle des einen Gangs aus der Struktur nach 1. Der zweite Gang für den Verbrenner 3 wird integriert, indem das Schaltelement 40 um ein zweites Abtriebszahnrad 53b (Losrad) ergänzt wird. Dadurch sind zwei Abtriebszahnräder 53a, 53b (Losräder) vorhanden. Parallel zum als erstes Festrad ausgebildeten Zahnrad 54a wird ein zweites Festrad 54b integriert, welches mit dem Losrad 53b im Eingriff steht. In der Schalteinheit 40 wird eine Doppelsynchronisierung 55 eingesetzt, welche wahlweise Zahnrad 53a oder Zahnrad 53b mit dem Verbrenner 3 verbindet.As an additional feature, the structure contains after 8th now two gears for the combustion engine, instead of the one gear from the structure behind 1 . Second gear for the combustion engine 3 is integrated by the switching element 40 a second output gear 53b (Idler wheel) is added. This creates two output gears 53a , 53b (Loose wheels) available. Parallel to the gear, which is designed as the first fixed gear 54a becomes a second fixed gear 54b integrated, which with the idler wheel 53b is engaged. In the switching unit 40 becomes a double sync 55 used which optional gear 53a or gear 53b with the burner 3 connects.

Dadurch sind folgende Betriebsmodi durch das Antriuebssystem nach 8 möglich: E-Motoren-Betrieb; serieller Betrieb; Verbrenner-Betrieb. Dabei sind zwei unterschiedliche Übersetzungen für den Verbrenner-Betrieb möglich. Auch sind alle Betriebsmodi sowohl als Frontantrieb als auch als Allradantrieb möglich. Weiterhin ist eine Abtrennung der Verbrennungskraftmaschine 3 möglich (EV-Boost). Ein Standklima-Betrieb ist über den Generator 6 möglich. Auch ein Abwurf des Traktionsmotors 8 über das Planetengetriebe 34 ist möglich.As a result, the following operating modes are enabled by the drive system 8th possible: electric motor operation; serial operation; Combustion operation. Two different gear ratios are possible for the combustion engine. All operating modes are also possible as both front-wheel drive and all-wheel drive. There is also a separation of the internal combustion engine 3 possible (EV boost). A stationary climate mode is via the generator 6th possible. Also a dropping of the traction motor 8th via the planetary gear 34 is possible.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebssystemDrive system
22
AusgangswelleOutput shaft
33
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
44th
MotorwelleMotor shaft
55
erste Rotorwellefirst rotor shaft
66th
erster Elektromotorfirst electric motor
77th
zweite Rotorwellesecond rotor shaft
88th
zweiter Elektromotorsecond electric motor
9a9a
erste Vorderradantriebwellefirst front wheel drive shaft
9b9b
zweite Vorderradantriebswellesecond front wheel drive shaft
1010
Differenzialdifferential
1111
EingangEntrance
1212th
GetriebeeinheitGear unit
1313th
EingangsradInput wheel
1414th
ZahnradsegmentGear segment
1515th
KegelradverbindungBevel gear connection
1616
erste Teilkupplungfirst partial coupling
1717th
zweite Teilkupplungsecond partial coupling
1818th
DoppelkupplungseinrichtungDouble clutch device
19a19a
erstes Differenzialgetriebefirst differential gear
19b19b
zweites Differenzialgetriebesecond differential gear
2020th
KraftfahrzeugMotor vehicle
21a21a
erste Hinterradantriebswellefirst rear wheel drive shaft
21b21b
zweite Hinterradantriebswellesecond rear wheel drive shaft
2222nd
VerbindungswelleConnecting shaft
2323
ZwischenwelleIntermediate shaft
2424
FahrzeuglängsachseVehicle longitudinal axis
2525th
VorderradFront wheel
2626th
HinterradRear wheel
2727
TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
2828
erste Getriebewellefirst gear shaft
2929
zweite Getriebewellesecond gear shaft
3030th
erste Zahnradstufefirst gear stage
3131
zweite Zahnradstufesecond gear stage
3232
dritte Zahnradstufethird gear stage
3333
Kupplungcoupling
3434
PlanetengetriebePlanetary gear
3535
SonnenradSun gear
3636
PlanetenradPlanetary gear
3737
PlanetenträgerPlanet carrier
3838
HohlradRing gear
3939
BremseinrichtungBraking device
4040
SchalteinrichtungSwitching device
4141
zweite Zwischenwellesecond intermediate shaft
4242
vierte Zahnradstufefourth gear stage
4343
fünfte Zahnradstufefifth gear stage
4444
TrennkupplungDisconnect clutch
4545
GetriebekupplungGear coupling
4646
erste Zahnradebenefirst gear level
4747
zweite Zahnradebenesecond gear level
4949
dritte Getriebewellethird gear shaft
5050
ZwischenzahnradIdler gear
5151
dritte Zwischenwellethird intermediate shaft
52a52a
erste Übersetzungsstufefirst translation stage
52b52b
zweite Übersetzungsstufesecond gear ratio
53a53a
erstes Losradfirst idler wheel
53b53b
zweites Losradsecond idler wheel
54a54a
erstes Festradfirst fixed gear
54b54b
zweites Festradsecond fixed gear
5555
DoppelsynchronisierungDouble synchronization
5656
KoppelelementCoupling element
5757
EinfachsynchronisierungSingle synchronization

Claims (10)

Antriebssystem (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Ausgangswelle (2) einer Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch koppelbaren oder gekoppelten Motorwelle (4), einem, eine erste Rotorwelle (5) aufweisenden, in einem Hauptbetriebszustand als Generator betriebenen, ersten Elektromotor (6), einem, eine zweite Rotorwelle (7) aufweisenden, in dem Hauptbetriebszustand als Antriebsmotor betriebenen, zweiten Elektromotor (8), einem ausgangsseitig mit zwei Antriebswellen (9a, 9b) verbundenen Differenzial (10) sowie einer einen Eingang (11) des Differenzials (10), die Motorwelle (4) sowie die beiden Rotorwellen (5, 7) miteinander koppelnden Getriebeeinheit (12), wobei die Motorwelle (4) quer zu den Antriebswellen (9a, 9b) ausgerichtet ist.Drive system (1) for a hybrid motor vehicle (20), with a motor shaft (4) which can be rotatably coupled or coupled to an output shaft (2) of an internal combustion engine (3), a motor shaft (4) having a first rotor shaft (5) and operated as a generator in a main operating state , a first electric motor (6), a second electric motor (8) having a second rotor shaft (7) and operated as a drive motor in the main operating state, a differential (10) connected on the output side to two drive shafts (9a, 9b) and an input ( 11) of the differential (10), the motor shaft (4) and the two rotor shafts (5, 7) coupling the gear unit (12), the motor shaft (4) being aligned transversely to the drive shafts (9a, 9b). Antriebssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Eingang (11) des Differenzials (10) bildendes Eingangsrad (13) und ein Zahnradsegment (14) der Getriebeeinheit (12) über eine Kegelradverbindung (15) miteinander rotatorisch gekoppelt sind.Drive system (1) Claim 1 , characterized in that an input gear (13) forming the input (11) of the differential (10) and a gear segment (14) of the gear unit (12) are rotationally coupled to one another via a bevel gear connection (15). Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (4) koaxial oder parallel zu der ersten Rotorwelle (5) und/oder zu der zweiten Rotorwelle (7) ausgerichtet ist.Drive system (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the motor shaft (4) is aligned coaxially or parallel to the first rotor shaft (5) and / or to the second rotor shaft (7). Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (12) eine, zwei seriell angeordnete Teilkupplungen (16, 17) umfassende Doppelkupplungseinrichtung (18) aufweist.Drive system (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the gear unit (12) has a double clutch device (18) comprising two serially arranged partial clutches (16, 17). Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Differenzialgetriebe (19a, 19b) vorhanden sind, wobei ein das Differenzial (10) ausbildendes erstes Differenzialgetriebe (19a) mit den als Vorderradantriebswellen ausgebildeten Antriebswellen (9a, 9b) verbunden ist und ein zweites Differenzialgetriebe (19b) ausgangsseitig mit zwei Hinterradantriebswellen (21a, 21b) verbunden ist.Drive system (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that two differential gears (19a, 19b) are present, a first differential gear (19a) forming the differential (10) being connected to the drive shafts (9a, 9b) designed as front wheel drive shafts and a second differential gear (19b) being connected to the output side two rear wheel drive shafts (21a, 21b) is connected. Antriebssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Differenzialgetriebe (19b) eingangsseitig mit einer Verbindungswelle (22) ausgestattet ist und die Verbindungswelle (22) mit einer Welle (23) der Getriebeeinheit (12) oder einer der beiden Rotorwellen (5, 7) wahlweise verbindbar oder permanent verbunden ist.Drive system (1) Claim 5 , characterized in that the second differential gear (19b) is equipped on the input side with a connecting shaft (22) and the connecting shaft (22) with a shaft (23) of the gear unit (12) or one of the two rotor shafts (5, 7) optionally connectable or is permanently connected. Antriebssystem (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (22) koaxial oder parallel zu der ersten Rotorwelle (5) und/oder zu der zweiten Rotorwelle (7) ausgerichtet ist.Drive system (1) Claim 5 or 6th , characterized in that the connecting shaft (22) is aligned coaxially or parallel to the first rotor shaft (5) and / or to the second rotor shaft (7). Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (4) koaxial oder parallel zu der Verbindungswelle (22) ausgerichtet ist.Drive system (1) according to one of the Claims 5 to 7th , characterized in that the motor shaft (4) is aligned coaxially or parallel to the connecting shaft (22). Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (8) seitens seiner zweiten Rotorwelle (7) von der Getriebeeinheit (12) abkoppelbar ist.Drive system (1) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the second electric motor (8) can be decoupled from the gear unit (12) on the part of its second rotor shaft (7). Kraftfahrzeug (20) mit einem Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Verbrennungskraftmaschine (3) entlang einer Fahrzeuglängsachse (24) betrachtet zumindest teilweise vor den Vorderradantriebswellen (9a, 9b) angeordnet ist.Motor vehicle (20) with a drive system (1) according to one of the Claims 1 to 9 , the internal combustion engine (3) being arranged at least partially in front of the front wheel drive shafts (9a, 9b) when viewed along a vehicle longitudinal axis (24).
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