DE102019207884B4 - Transmission arrangement for a hybrid vehicle and hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Getriebeanordnung (10) für ein Hybridfahrzeug, mit:- einem Gehäuse (12),- einem Ravigneaux-Satz (28), welcher genau ein Hohlrad (30), welches relativ zu dem Gehäuse (12) drehbar ist, ein erstes Sonnenrad (34), ein zweites Sonnenrad (36), einen ersten Planetenradsatz (38), einen zweiten Planetenradsatz (40) und einen Planetenträger (42) aufweist, an welchem die Planetenradsätze (38, 40) drehbar gelagert sind,- einer drehfest mit dem Hohlrad (30) verbundenen und relativ zu dem Gehäuse (12) drehbaren Abtriebswelle (44), über welche Drehmomente aus dem Ravigneaux-Satz (28) ausleitbar sind,- einer drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (36) verbundenen und relativ zu dem Gehäuse (12) drehbaren Antriebswelle (46), über welche Drehmomente in den Ravigneaux-Satz (28) einleitbar sind,- einem Anschlusselement (48), mit welchem eine Ausgangswelle (16) einer Verbrennungskraftmaschine (14) koppelbar ist,- einer ersten Kupplung (K1), mittels welcher das Anschlusselement (48) mit dem Planetenträger (42) koppelbar ist,- einer zweiten Kupplung (K2), mittels welcher das Anschlusselement (48) mit der Antriebswelle (46) koppelbar ist,- einer ersten Bremse (B1), mittels welcher das erste Sonnenrad (34) an dem Gehäuse (12) festlegbar ist,- einer zweiten Bremse (B2), mittels welcher der Planetenträger (42) an dem Gehäuse (12) festlegbar ist, und- einer konzentrisch zur Antriebswelle (46) angeordneten elektrischen Maschine (18), mittels welcher die Antriebswelle (46) antreibbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Ravigneaux-Satz (28) in radialer Richtung (54) des Ravigneaux-Satzes (28) nach außen hin zumindest teilweise durch wenigstens eine der Kupplungen (K1, K2) und/oder durch wenigstens eine der Bremsen (B1, B2) überdeckt ist, wobei die wenigstens eine Kupplung (K1, K2) und/oder die wenigstens eine Bremse (B1, B2) innerhalb der elektrischen Maschine (18) angeordnet ist.Gear arrangement (10) for a hybrid vehicle, with:- a housing (12),- a Ravigneaux set (28) which has exactly one ring gear (30) which is rotatable relative to the housing (12), a first sun gear (34), a second sun gear (36), a first planetary gear set (38), a second planetary gear set (40) and a planet carrier (42) on which the planetary gear sets (38, 40) are rotatably mounted,- an output shaft (44) which is connected in a rotationally fixed manner to the ring gear (30) and is rotatable relative to the housing (12), via which torques can be discharged from the Ravigneaux set (28),- a drive shaft (46) which is connected in a rotationally fixed manner to the second sun gear (36) and is rotatable relative to the housing (12), via which torques can be introduced into the Ravigneaux set (28),- a connection element (48) with which an output shaft (16) of a Internal combustion engine (14),- a first clutch (K1), by means of which the connecting element (48) can be coupled to the planet carrier (42),- a second clutch (K2), by means of which the connecting element (48) can be coupled to the drive shaft (46),- a first brake (B1), by means of which the first sun gear (34) can be secured to the housing (12),- a second brake (B2), by means of which the planet carrier (42) can be secured to the housing (12), and- an electric machine (18) arranged concentrically to the drive shaft (46), by means of which the drive shaft (46) can be driven; characterized in that the Ravigneaux set (28) is at least partially covered outwards in the radial direction (54) of the Ravigneaux set (28) by at least one of the clutches (K1, K2) and/or by at least one of the brakes (B1, B2), wherein the at least one clutch (K1, K2) and/or the at least one brake (B1, B2) is arranged within the electrical machine (18).
Description
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug sowie ein Hybridfahrzeug mit einer solchen Getriebeanordnung.The invention relates to a transmission arrangement for a hybrid vehicle and a hybrid vehicle with such a transmission arrangement.
Die WO 2016 / 0 75 334 A1 offenbart eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle und mit einem 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. Außerdem ist der
Des Weiteren ist aus der US 2016 / 0 272 059 A1 ein Automatikgetriebe bekannt. Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeanordnung und ein Hybridfahrzeug zu schaffen, sodass auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhafter Antrieb des Hybridfahrzeugs realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide a transmission arrangement and a hybrid vehicle so that a particularly advantageous drive of the hybrid vehicle can be realized in a particularly space-saving manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Hybridfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a transmission arrangement with the features of patent claim 1 and by a hybrid vehicle with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Die Getriebeanordnung weist ein Gehäuse und einen Ravigneaux-Satz auf, welcher auch als Ravigneaux-Planetensatz oder Ravigneaux-Planetenradsatz bezeichnet wird. Der Ravigneaux-Satz ist beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Gehäuse der Getriebeanordnung angeordnet. Der Ravigneaux-Satz weist genau ein relativ zu dem Gehäuse drehbares Hohlrad, ein erstes Sonnenrad, ein zweites Sonnenrad, einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz auf. Außerdem weist der Ravigneaux-Satz, insbesondere genau, einen Planetenträger auf. Dabei sind der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz drehbar an dem den Planetenradsätzen gemeinsamen Planetenträger gelagert. Der erste Planetenradsatz weist beispielsweise wenigstens ein oder mehrere erste Planetenräder auf, wobei das wenigstens eine erste Planetenrad drehbar an dem Planetenträger gelagert ist. der zweite Planetenradsatz weist beispielsweise wenigstens ein oder mehrere zweite Planetenräder auf, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad drehbar an dem Planetenträger gelagert ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Ravigneaux-Satz ein einziges Hohlrad in Form des zuvor genannten Hohlrads aufweist, wobei das einzige Hohlrad des Ravigneaux-Satzes, insbesondere um eine Drehachse, relativ zu dem Gehäuse drehbar ist.A first aspect of the invention relates to a transmission arrangement for a hybrid vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The transmission arrangement has a housing and a Ravigneaux set, which is also referred to as a Ravigneaux planetary set or Ravigneaux planetary gear set. The Ravigneaux set is arranged, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the housing of the transmission arrangement. The Ravigneaux set has exactly one ring gear that can rotate relative to the housing, a first sun gear, a second sun gear, a first planetary gear set and a second planetary gear set. In addition, the Ravigneaux set has, in particular exactly, one planet carrier. The first planetary gear set and the second planetary gear set are rotatably mounted on the planet carrier common to the planetary gear sets. The first planetary gear set has, for example, at least one or more first planet gears, wherein the at least one first planet gear is rotatably mounted on the planet carrier. the second planetary gear set has, for example, at least one or more second planetary gears, wherein the at least one second planetary gear is rotatably mounted on the planet carrier. It is preferably provided that the Ravigneaux set has a single ring gear in the form of the aforementioned ring gear, wherein the single ring gear of the Ravigneaux set is rotatable relative to the housing, in particular about an axis of rotation.
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Ravigneaux-Satz genau zwei Sonnenräder aufweist, wobei eines der genau zwei Sonnenräder das erste Sonnenrad und das andere der genau zwei Sonnenräder das zweite Sonnenrad ist. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Ravigneaux-Satz genau einen Planetenträger in Form des zuvor genannten Planetenträgers aufweist. Die Sonnenräder und der Planetenträger sind beispielsweise insbesondere dann, wenn sie nicht an dem Gehäuse festgelegt, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbunden beziehungsweise mit dem Gehäuse gekoppelt sind, relativ zu dem Gehäuse drehbar, insbesondere um die zuvor genannte Drehachse. Vorzugsweise sind die Sonnenräder unterschiedlich groß. Dies bedeutet, dass die Sonnenräder voneinander unterschiedlichen Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, aufweisen können. Beispielsweise ist das zweite Sonnenrad größer als das erste Sonnenrad, sodass das zweite Sonnenrad einen größeren Durchmesser, insbesondere einen größeren Außendurchmesser, als das erste Sonnenrad aufweisen kann. Alternativ ist es denkbar, dass die Sonnenräder gleich groß sind, das heißt den gleichen Durchmesser aufweisen. Der erste Planetenradsatz kämmt beispielsweise gleichzeitig mit dem Hohlrad und mit dem ersten Sonnenrad, insbesondere während ein Kämmen des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Sonnenrad unterbleibt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz nicht mit dem zweiten Sonnenrad kämmt.Furthermore, it is preferably provided that the Ravigneaux set has exactly two sun gears, one of the exactly two sun gears being the first sun gear and the other of the exactly two sun gears being the second sun gear. Furthermore, it is preferably provided that the Ravigneaux set has exactly one planet carrier in the form of the aforementioned planet carrier. The sun gears and the planet carrier are, for example, particularly when they are not fixed to the housing, i.e. are not connected to the housing in a rotationally fixed manner or are coupled to the housing, rotatable relative to the housing, in particular about the aforementioned axis of rotation. The sun gears are preferably of different sizes. This means that the sun gears can have different diameters, in particular external diameters, from one another. For example, the second sun gear is larger than the first sun gear, so that the second sun gear can have a larger diameter, in particular a larger external diameter, than the first sun gear. Alternatively, it is conceivable that the sun gears are the same size, i.e. have the same diameter. The first planetary gear set meshes, for example, with the ring gear and with the first sun gear at the same time, in particular while the first planetary gear set does not mesh with the second sun gear. In other words, it is preferably provided that the first planetary gear set does not mesh with the second sun gear.
Der zweite Planetenradsatz kämmt beispielsweise mit dem zweiten Sonnenrad und gleichzeitig mit dem ersten Planetenradsatz, insbesondere während ein Kämmen des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad unterbleibt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz nicht mit dem Hohlrad kämmt. Beispielsweise weist der erste Planetenradsatz ein in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes verlaufende erste Erstreckung, insbesondere eine erste Länge, auf, wobei der zweite Planetenradsatz ein in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes verlaufende zweite Erstreckung, insbesondere zweite Länge, aufweist. Die axiale Richtung des Ravigneaux-Satzes fällt dabei mit der zuvor genannten Drehachse zusammen. Dabei ist vorzugsweise die zweite Erstreckung, insbesondere die zweite Länge, größer als die erste Erstreckung, insbesondere als die erste Länge. Insbesondere ist es denkbar, dass der erste Planetenradsatz, insbesondere dessen ersten Planetenräder, mit dem zweiten Planetenradsatz, insbesondere dessen zweite Planetenräder, kämmt.The second planetary gear set meshes, for example, with the second sun gear and at the same time with the first planetary gear set, in particular while the second planetary gear set meshes with the ring gear. In other words, it is preferably provided that the second planetary gear set does not mesh with the ring gear. For example, the first planetary gear set has a first extension running in the axial direction of the Ravigneaux set, in particular a first length, wherein the second planetary gear set has a first extension running in the axial direction of the Ravigneaux set. fenden second extension, in particular second length. The axial direction of the Ravigneaux set coincides with the previously mentioned axis of rotation. Preferably, the second extension, in particular the second length, is greater than the first extension, in particular the first length. In particular, it is conceivable that the first planetary gear set, in particular its first planetary gears, meshes with the second planetary gear set, in particular its second planetary gears.
Die Getriebeanordnung weist des Weiteren eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem Hohlrad verbundene und relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Drehachse, drehbare Abtriebswelle auf, über welche Drehmomente aus dem Ravigneaux-Satz ausleitbar, das heißt von dem Ravigneaux-Satz abführbar sind. Die Drehmomente, welche über die Abtriebswelle aus dem Ravigneaux-Satz ausleitbar sind, werden im Folgenden auch als erste Drehmomente bezeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass diese Bauelemente permanent und somit stets drehfest miteinander verbunden sind, sodass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem die drehfeste Verbindung der Bauelemente wahlweise, reversibel und abwechselnd aufgehoben und hergestellt werden könnte. Da die ersten Drehmomente über die Abtriebswelle aus dem Ravigneaux-Satz ausleitbar sind, und da die Abtriebswelle, insbesondere permanent, drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist, bilden das Hohlrad und die Abtriebswelle einen Abtrieb, über welchen die ersten Drehmomente aus dem Ravigneaux-Satz ausgeleitet werden können. Mittels der ersten Drehmomente können beispielsweise auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder des Hybridfahrzeugs und somit das Hybridfahrzeug insgesamt angetrieben werden. Die Fahrzeugräder sind beispielsweise Bodenkontaktelemente, über welche das Hybridfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abgestützt oder abstützbar ist. Wird das Hybridfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Hybridfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an dem Boden über die Fahrzeugräder abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder an dem Boden ab.The gear arrangement further comprises an output shaft which is connected to the ring gear in a particularly permanent and rotationally fixed manner and which can rotate relative to the housing, in particular about the axis of rotation, via which torques can be diverted from the Ravigneaux set, i.e. can be discharged from the Ravigneaux set. The torques which can be diverted from the Ravigneaux set via the output shaft are also referred to below as first torques. In the context of the present invention, for example, the feature that two components are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner is to be understood as meaning that these components are permanently and therefore always connected to one another in a rotationally fixed manner, so that no switching element is provided by means of which the rotationally fixed connection of the components could be selectively, reversibly and alternately canceled and established. Since the first torques can be derived from the Ravigneaux set via the output shaft, and since the output shaft is connected, in particular permanently, to the ring gear in a rotationally fixed manner, the ring gear and the output shaft form an output via which the first torques can be derived from the Ravigneaux set. The first torques can be used to drive, for example, vehicle wheels of the hybrid vehicle, also referred to as wheels, and thus the hybrid vehicle as a whole. The vehicle wheels are, for example, ground contact elements via which the hybrid vehicle is or can be supported on a ground in the vertical direction of the vehicle. If the hybrid vehicle is driven along the ground while the hybrid vehicle is supported on the ground via the vehicle wheels in the vertical direction of the vehicle, the vehicle wheels roll on the ground.
Die Getriebeanordnung umfasst darüber hinaus eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbundene und relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Drehachse, drehbare Antriebswelle, über welche Drehmomente in den Ravigneaux-Satz einleitbar sind. Die Drehmomente, welche über die Antriebswelle in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden können, werden im Folgenden auch als zweite Drehmomente bezeichnet. Somit können das zweite Sonnenrad und somit der Ravigneaux-Satz mittels der zweiten Drehmomente und somit über die Antriebswelle angetrieben werden. Hierzu werden die zweiten Drehmomente über die Antriebswelle auf das zweite Sonnenrad übertragen und dadurch in den Ravigneaux-Satz eingeleitet. Die ersten Drehmomente resultieren beispielsweise aus den zweiten Drehmomenten und können von dem Ravigneaux-Satz über das Hohlrad bereitgestellt und über die Abtriebswelle aus dem Ravigneaux-Satz ausgeleitet, das heißt von dem Hohlrad abgeführt werden.The gear arrangement also includes a drive shaft that is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second sun gear and can rotate relative to the housing, in particular about the axis of rotation, and via which torques can be introduced into the Ravigneaux set. The torques that can be introduced into the Ravigneaux set via the drive shaft are also referred to below as second torques. The second sun gear and thus the Ravigneaux set can thus be driven by means of the second torques and thus via the drive shaft. For this purpose, the second torques are transmitted to the second sun gear via the drive shaft and thereby introduced into the Ravigneaux set. The first torques result, for example, from the second torques and can be provided by the Ravigneaux set via the ring gear and output from the Ravigneaux set via the output shaft, i.e. can be removed from the ring gear.
Die Getriebeanordnung umfasst darüber hinaus ein beispielsweise als Anschlusswelle ausgebildetes und auch als Anschluss oder Anschlussteil bezeichnetes Anschlusselement, mit welchem eine Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere drehmomentübertragend, koppelbar ist. Dies bedeutet, dass das Anschlusselement von der Ausgangswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Die zum Beispiel als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine kann über ihre beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Ausgangswelle dritte Drehmomente zum Antreiben des Hybridfahrzeugs, insbesondere zum Antreiben der zuvor genannten Fahrzeugräder, bereitstellen. Dabei kann die Verbrennungskraftmaschine die dritten Drehmomente über die Ausgangswelle bereitstellen. Von der Ausgangswelle können die dritten Drehmomente auf das Anschlusselement übertragen werden, sodass das Anschlusselement mittels der dritten Drehmomente angetrieben und hierdurch beispielsweise um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann.The gear arrangement further comprises a connection element, designed for example as a connection shaft and also referred to as a connection or connection part, to which an output shaft of an internal combustion engine can be coupled, in particular in a torque-transmitting manner. This means that the connection element can be driven by the output shaft and thus by the internal combustion engine. The internal combustion engine, designed for example as a reciprocating piston engine, can provide third torques for driving the hybrid vehicle, in particular for driving the aforementioned vehicle wheels, via its output shaft, designed for example as a crankshaft. The internal combustion engine can provide the third torques via the output shaft. The third torques can be transmitted from the output shaft to the connection element, so that the connection element can be driven by means of the third torques and can thereby be rotated, for example, about the axis of rotation relative to the housing.
Die Getriebeanordnung weist dabei eine erste Kupplung auf, mittels welcher das Anschlusselement mit dem Planetenträger koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Somit können beispielsweise die auf das Anschlusselement übertragenen dritten Drehmomente über die erste Kupplung auf den Planetenträger übertragen werden. Hierdurch kann der Planetenträger angetrieben und somit beispielsweise, insbesondere um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Insbesondere können dadurch die dritten Drehmomente über das Anschlusselement auf den Planetenträger übertragen und somit über den Planetenträger in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden.The gear arrangement has a first clutch, by means of which the connecting element can be coupled to the planet carrier, in particular connected in a rotationally fixed manner. Thus, for example, the third torques transmitted to the connecting element can be transmitted to the planet carrier via the first clutch. This allows the planet carrier to be driven and thus rotated relative to the housing, for example, in particular about the axis of rotation. In particular, the third torques can be transmitted to the planet carrier via the connecting element and thus introduced into the Ravigneaux set via the planet carrier.
Da über die Antriebswelle die zweiten Drehmomente in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden können, wodurch der Ravigneaux-Satz angetrieben werden kann, und da die Antriebswelle, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweitem Sonnenrad verbunden ist, bilden beispielsweise das zweite Sonnenrad und die Antriebswelle einen ersten Eingang. Über den ersten Eingang können die zweiten Drehmomente in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden, wodurch der Ravigneaux-Satz angetrieben werden kann. Da die dritten Drehmomente über das Anschlusselement und den Planetenträger in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden können, wodurch der Ravigneaux-Satz mittels der dritten Drehmomente angetrieben werden kann, bilden beispielsweise das Anschlusselement und der Planetenträger einen zweiten Eingang des Ravigneaux-Satzes. Über den zweiten Eingang können die dritten Drehmomente in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden, wodurch der Ravigneaux-Satz angetrieben werden kann. Beispielsweise können die ersten Drehmomente aus den in den Ravigneaux-Satz eingeleiteten dritten Drehmomenten resultieren. Insbesondere ist es denkbar, dass die ersten Drehmomente aus den in den Ravigneaux-Satz eingeleiteten zweiten Drehmomenten und aus den in den Ravigneaux-Satz eingeleiteten dritten Drehmomenten resultieren.Since the second torques can be introduced into the Ravigneaux set via the drive shaft, whereby the Ravigneaux set can be driven, and since the drive shaft is connected, in particular permanently, to the second sun gear in a rotationally fixed manner, the second sun gear and the drive shaft form, for example, a first input. The second torques can be introduced into the Ravigneaux set via the first input. , whereby the Ravigneaux set can be driven. Since the third torques can be introduced into the Ravigneaux set via the connecting element and the planet carrier, whereby the Ravigneaux set can be driven by means of the third torques, the connecting element and the planet carrier, for example, form a second input of the Ravigneaux set. The third torques can be introduced into the Ravigneaux set via the second input, whereby the Ravigneaux set can be driven. For example, the first torques can result from the third torques introduced into the Ravigneaux set. In particular, it is conceivable that the first torques result from the second torques introduced into the Ravigneaux set and from the third torques introduced into the Ravigneaux set.
Die Getriebeanordnung umfasst darüber hinaus eine zweite Kupplung, mittels welcher das Anschlusselement mit der Antriebswelle koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Somit können beispielsweise die auf das Anschlusselement übertragenen dritten Drehmomente über die zweite Kupplung auf die Antriebswelle und somit auf das zweite Sonnenrad übertragen werden, sodass beispielsweise die dritten Drehmomente über das zweite Sonnenrad in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden können. Hierdurch kann der Ravigneaux-Satz angetrieben werden. Die jeweilige Kupplung ist beispielsweise als eine reib- beziehungsweise kraftschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung als eine Trennkupplung und/oder als eine Reibkupplung, insbesondere als eine Lamellenkupplung, ausgebildet sein. Somit ist es denkbar, dass beispielsweise mittels der ersten Kupplung das Anschlusselement mit dem Planetenträger reibschlüssig koppelbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der zweiten Kupplung das Anschlusselement reibschlüssig mit der Antriebswelle verbunden werden. Ferner ist es denkbar, dass die jeweilige Kupplung als eine formschlüssige Kupplung ausgebildet ist. Die formschlüssige Kupplung kann beispielsweise eine Klauenkupplung sein. Somit ist es beispielsweise denkbar, dass mittels der ersten Kupplung das Anschlusselement formschlüssig mit dem Planetenträger kuppelbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise mittels der zweiten Kupplung das Anschlusselement formschlüssig mit der Antriebswelle gekoppelt werden.The gear arrangement also includes a second clutch, by means of which the connecting element can be coupled to the drive shaft, in particular connected in a rotationally fixed manner. Thus, for example, the third torques transmitted to the connecting element can be transmitted via the second clutch to the drive shaft and thus to the second sun gear, so that, for example, the third torques can be introduced into the Ravigneaux set via the second sun gear. This can drive the Ravigneaux set. The respective clutch is designed, for example, as a frictional or force-locking clutch. In particular, the respective clutch can be designed as a separating clutch and/or as a friction clutch, in particular as a multi-disk clutch. It is thus conceivable that, for example, the connecting element can be frictionally coupled to the planet carrier by means of the first clutch. Alternatively or additionally, the connecting element can be frictionally connected to the drive shaft by means of the second clutch. It is also conceivable that the respective clutch is designed as a positive clutch. The positive clutch can be a claw clutch, for example. It is therefore conceivable, for example, that the connecting element can be positively coupled to the planet carrier using the first clutch. Alternatively or additionally, the connecting element can be positively coupled to the drive shaft using the second clutch, for example.
Die Getriebeanordnung umfasst darüber hinaus eine erste Bremse, mittels welcher das erste Sonnenrad an dem Gehäuse festlegbar, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbindbar, ist. Des Weiteren umfasst die Getriebeanordnung eine zweite Bremse, mittels welcher der Planetenträger an dem Gehäuse festlegbar, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbindbar, ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Getriebeanordnung genau zwei Kupplungen in Form der zuvor genannten Kupplungen aufweist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Getriebeanordnung die zwei Kupplungen als einzige Kupplungen aufweist. Alternativ oder zusätzulich kann vorgesehen sein, dass die Getriebeanordnung genau zwei Bremsen in Form der zuvor genannten Bremsen aufweist, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Getriebeanordnung die genannten Bremsen als einzige Bremsen aufweist.The gear arrangement further comprises a first brake, by means of which the first sun gear can be secured to the housing, i.e. can be connected to the housing in a rotationally fixed manner. The gear arrangement further comprises a second brake, by means of which the planet carrier can be secured to the housing, i.e. can be connected to the housing in a rotationally fixed manner. It is preferably provided that the gear arrangement has exactly two clutches in the form of the aforementioned clutches. In other words, it is preferably provided that the gear arrangement has the two clutches as the only clutches. Alternatively or additionally, it can be provided that the gear arrangement has exactly two brakes in the form of the aforementioned brakes, so that it is preferably provided that the gear arrangement has the aforementioned brakes as the only brakes.
Die Kupplung und die Bremsen sind Schaltelemente, deren Funktionen im Folgenden genauer erläutert werden: Die erste Kupplung kann beispielsweise zwischen wenigstens einem erste Kopplungszustand und wenigstens einem ersten Entkoppelzustand umgeschaltet beziehungsweise verstellt werden. In dem ersten Kopplungszustand ist das Anschlusselement über die erste Kupplung beziehungsweise mittels der ersten Kupplung mit dem Planetenträger gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen dem Anschlusselement und dem Planetenträger über die erste Kupplung übertragen werden können. Insbesondere ist in dem ersten Kopplungszustand das Anschlusselement mittels der ersten Kupplung drehfest mit dem Planetenträger verbunden, sodass beispielsweise, wenn das Anschlusselement angetrieben wird, das Anschlusselement und der Planetenträger gemeinsam und sich somit relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Drehachse, drehen. In dem ersten Entkoppelzustand jedoch ist das Anschlusselement von dem Planetenträger entkoppelt, sodass das Anschlusselement relativ zu dem Planetenträger, insbesondere um die Drehachse, drehbar ist. Insbesondere kann die erste Kupplung relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch zwischen wenigstens einer ersten Kopplungsstellung und wenigstens einer ersten Entkoppelstellung bewegt werden. Durch Bewegen der ersten Kupplung in die erste Kopplungsstellung wird der erste Kopplungszustand eingestellt. Durch Bewegen der ersten Kupplung in die erste Entkoppelstellung wird der erste Entkoppelzustand eingestellt.The clutch and the brakes are switching elements whose functions are explained in more detail below: The first clutch can, for example, be switched or adjusted between at least one first coupling state and at least one first decoupling state. In the first coupling state, the connecting element is coupled to the planet carrier via the first clutch or by means of the first clutch, so that torques between the connecting element and the planet carrier can be transmitted via the first clutch. In particular, in the first coupling state, the connecting element is connected to the planet carrier in a rotationally fixed manner by means of the first clutch, so that, for example, when the connecting element is driven, the connecting element and the planet carrier rotate together and thus relative to the housing, in particular about the axis of rotation. In the first decoupling state, however, the connecting element is decoupled from the planet carrier, so that the connecting element can rotate relative to the planet carrier, in particular about the axis of rotation. In particular, the first clutch can be moved relative to the housing and/or translationally between at least one first coupling position and at least one first decoupling position. The first coupling state is set by moving the first clutch into the first coupling position. By moving the first clutch to the first decoupling position, the first decoupling state is set.
Die vorherigen Ausführungen zur ersten Kupplung können mutatis mutandis, das heißt mit entsprechenden Änderungen auf die zweite Kupplung im Hinblick auf das Anschlusselement und die Antriebswelle übertragen werden. Somit ist beispielsweise die zweite Kupplung zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand und wenigstens einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar beziehungsweise umschaltbar. In dem zweiten Kopplungszustand ist das Anschlusselement über die zweite Kupplung beziehungsweise mittels der zweiten Kupplung mit der Antriebswelle, insbesondere drehmomentübertragend, gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen dem Anschlusselement und der Antriebswelle über die zweite Kupplung übertragen werden können. Insbesondere ist in dem zweiten Kopplungszustand das Anschlusselement mittels der zweiten Kupplung drehfest mit der Antriebswelle verbunden, sodass beispielsweise dann, wenn das Anschlusselement angetrieben wird, das Anschlusselement und die Antriebswelle gemeinsam umlaufen und sich somit gemeinsam, insbesondere um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse drehen. In dem zweiten Entkoppelzustand jedoch ist das Anschlusselement von der Antriebswelle entkoppelt, sodass das Anschlusselement relativ zu der Antriebswelle, insbesondere um die Drehachse, drehbar ist. Die zweite Kupplung kann beispielsweise relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch zwischen wenigstens einer zweiten Kopplungsstellung und wenigstens einer zweiten Entkoppelstellung bewegt werden. Durch Bewegen der zweiten Kupplung in die zweite Kopplungsstellung wird der zweite Kopplungszustand eingestellt. Durch Bewegen der zweiten Kupplung in die zweite Entkoppelstellung wird beispielsweise der zweite Entkoppelzustand eingestellt.The previous statements on the first clutch can be transferred mutatis mutandis, i.e. with corresponding changes, to the second clutch with regard to the connecting element and the drive shaft. Thus, for example, the second clutch can be adjusted or switched between at least one second coupling state and at least one second decoupling state. In the second coupling state, the connecting element is coupled to the drive shaft via the second clutch or by means of the second clutch, in particular in a torque-transmitting manner, so that Torques can be transmitted between the connection element and the drive shaft via the second clutch. In particular, in the second coupling state, the connection element is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner by means of the second clutch, so that, for example, when the connection element is driven, the connection element and the drive shaft rotate together and thus rotate together, in particular about the axis of rotation, relative to the housing. In the second decoupling state, however, the connection element is decoupled from the drive shaft, so that the connection element can rotate relative to the drive shaft, in particular about the axis of rotation. The second clutch can, for example, be moved relative to the housing and/or translationally between at least one second coupling position and at least one second decoupling position. The second coupling state is set by moving the second clutch into the second coupling position. The second decoupling state is set, for example, by moving the second clutch into the second decoupling position.
Die erste Bremse kann beispielsweise zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand und wenigstens einem dritten Entkoppelzustand verstellt beziehungsweise umgeschaltet werden. In dem dritten Kopplungszustand ist das erste Sonnenrad über die erste Bremse beziehungsweise mittels der ersten Bremse an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das erste Sonnenrad auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse dreht oder drehen kann, wenn Drehmomente auf das erste Sonnenrad übertragen werden. In dem dritten Entkoppelzustand jedoch, ist das erste Sonnenrad, insbesondere um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse drehbar, sodass sich das erste Sonnenrad relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Drehachse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das erste Sonnenrad angetrieben, das heißt wenn Drehmomente auf das erste Sonnenrad übertragen werden. Die erste Bremse kann beispielsweise zwischen wenigstens einer dritten Kopplungsstellung und wenigstens einer dritten Entkoppelstellung relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch bewegt werden. Durch Bewegen der ersten Bremse in die dritte Kopplungsstellung wird beispielsweise der dritte Kopplungszustand eingestellt. Durch Bewegen der ersten Bremse in die dritte Entkoppelstellung wird beispielsweise der dritte Entkoppelzustand eingestellt.The first brake can be adjusted or switched, for example, between at least one third coupling state and at least one third decoupling state. In the third coupling state, the first sun gear is fixed to the housing via the first brake or by means of the first brake, so that the first sun gear does not or cannot rotate relative to the housing even when torques are transmitted to the first sun gear. In the third decoupling state, however, the first sun gear is rotatable relative to the housing, in particular about the axis of rotation, so that the first sun gear rotates or can rotate relative to the housing, in particular about the axis of rotation, when the first sun gear is driven, that is, when torques are transmitted to the first sun gear. The first brake can be moved, for example, between at least one third coupling position and at least one third decoupling position relative to the housing and/or translationally. By moving the first brake to the third coupling position, for example, the third coupling state is set. By moving the first brake to the third decoupling position, for example, the third decoupling state is set.
Die vorherigen Ausführungen zur ersten Bremse können mutatis mutandis, das heißt mit entsprechenden Änderungen auf die zweite Bremse im Hinblick auf den Planetenträger und das Gehäuse übertragen werden. Somit ist die zweite Bremse beispielsweise zwischen wenigstens einem vierten Kopplungszustand und wenigstens einem vierten Entkoppelzustand verstellbar beziehungsweise umschaltbar. In dem vierten Kopplungszustand ist der Planetenträger über die zweite Bremse beziehungsweise mittels der zweiten Bremse an dem Gehäuse festgelegt, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Somit kann sich der Planetenträger auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse drehen beziehungsweise der Planetenträger dreht sich auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse, wenn Drehmomente auf den Planetenträger übertragen werden. In dem vierten Entkoppelzustand jedoch ist der Planetenträger von dem Gehäuse entkoppelt beziehungsweise, insbesondere um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse drehbar, sodass sich der Planetenträger insbesondere dann, insbesondere um die Drehachse, relativ zu dem Gehäuse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn der Planetenträger angetrieben, das heißt wenn Drehmomente auf den Planetenträger übertragen werden. Beispielsweise kann die zweite Bremse zwischen wenigstens einer vierten Kopplungsstellung und wenigstens einer vierten Entkoppelstellung relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch bewegt werden. Durch Bewegen der zweiten Bremse in die vierte Kopplungsstellung wird der vierte Kopplungszustand eingestellt. Durch Bewegen der zweiten Bremse in die vierte Entkoppelstellung wird beispielsweise der vierte Entkoppelzustand eingestellt.The previous statements on the first brake can be applied mutatis mutandis, i.e. with corresponding changes, to the second brake with regard to the planet carrier and the housing. The second brake can thus be adjusted or switched between at least one fourth coupling state and at least one fourth decoupling state, for example. In the fourth coupling state, the planet carrier is fixed to the housing via the second brake or by means of the second brake, i.e. is connected to the housing in a rotationally fixed manner. The planet carrier cannot rotate relative to the housing or the planet carrier does not rotate relative to the housing even when torques are transmitted to the planet carrier. In the fourth decoupling state, however, the planet carrier is decoupled from the housing or can rotate relative to the housing, in particular about the axis of rotation, so that the planet carrier rotates or can rotate relative to the housing, in particular about the axis of rotation, when the planet carrier is driven, i.e. when torques are transmitted to the planet carrier. For example, the second brake can be moved relative to the housing and/or translationally between at least one fourth coupling position and at least one fourth decoupling position. By moving the second brake to the fourth coupling position, the fourth coupling state is set. By moving the second brake to the fourth decoupling position, for example, the fourth decoupling state is set.
Die jeweilige Bremse ist beispielsweise eine reib- beziehungsweise kraftschlüssige Bremse. Hierbei kann die Bremse beispielsweise als eine Lamellenbremse ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass die jeweilige Bremse eine formschlüssige Bremse und dabei beispielsweise eine Klauenkupplung ist. Somit ist es denkbar, dass das zweite Sonnenrad beziehungsweise der Planetenträger mittels der jeweiligen Bremse reib- beziehungsweise kraftschlüssig oder aber formschlüssig an dem Gehäuse festlegbar ist.The respective brake is, for example, a frictional or force-locking brake. The brake can be designed as a multi-disk brake, for example. It is also conceivable that the respective brake is a positive-locking brake and, for example, a claw clutch. It is therefore conceivable that the second sun gear or the planet carrier can be secured to the housing by means of the respective brake in a frictional or force-locking or positive-locking manner.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb beziehungsweise Antrieb des Hybridfahrzeugs realisieren zu können, umfasst die Getriebeanordnung darüber hinaus eine konzentrisch zur Antriebswelle angeordnete elektrische Maschine, mittels welcher die Antriebswelle antreibbar ist. Somit kann beispielsweise die elektrische Maschine die zweiten Drehmomente bereitstellen und auf die Antriebswelle und über die Antriebswelle auf das zweite Sonnenrad ausüben. Somit sind beispielsweise die zuvor genannten Fahrzeugräder und das Hybridfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschine, insbesondere elektrisch und dabei vorzugsweise rein elektrisch, antreibbar.In order to be able to realize a particularly advantageous operation or drive of the hybrid vehicle in a particularly space-saving manner, the transmission arrangement also includes an electric machine arranged concentrically to the drive shaft, by means of which the drive shaft can be driven. Thus, for example, the electric machine can provide the second torques and exert them on the drive shaft and, via the drive shaft, on the second sun gear. Thus, for example, the aforementioned vehicle wheels and the hybrid vehicle as a whole can be driven by means of the electric machine, in particular electrically and preferably purely electrically.
Die elektrische Maschine weist beispielsweise einen Stator und einen Rotor auf, welcher von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist.The electric machine has, for example, a stator and a rotor, which can be driven by the stator and thereby rotated by a Machine rotation axis is rotatable relative to the stator.
Um den Bauraumbedarf der Getriebeanordnung insbesondere in axialer Richtung besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ravigneaux-Satz in radialer Richtung des Ravigneaux-Satzes nach außen hin zumindest teilweise durch wenigstens eine der Kupplungen und/oder durch wenigstens eine der Bremsen überdeckt ist, wobei diese wenigstens eine Kupplung und/oder diese wenigstens eine Bremse innerhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die wenigstens eine Kupplung, insbesondere beide Kupplungen, und/oder die wenigstens eine Bremse, insbesondere beide Bremsen, insbesondere in Umfangsrichtung des Ravigneaux-Satzes, um den Ravigneaux-Satz herum angeordnet. Dabei ist die wenigstens eine Kupplung und/oder die wenigste eine Bremse in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise durch den Stator und/oder durch den Rotor der elektrischen Maschine überdeckt. Dadurch kann eine besonders geringe, in axialer Richtung der Getriebeanordnung verlaufende Länge der Getriebeanordnung geschaffen werden.In order to be able to keep the installation space requirement of the gear arrangement particularly low, in particular in the axial direction, it is provided according to the invention that the Ravigneaux set is at least partially covered outwards in the radial direction of the Ravigneaux set by at least one of the clutches and/or by at least one of the brakes, wherein this at least one clutch and/or this at least one brake is arranged inside the electric machine. In other words, the at least one clutch, in particular both clutches, and/or the at least one brake, in particular both brakes, are arranged around the Ravigneaux set, in particular in the circumferential direction of the Ravigneaux set. The at least one clutch and/or the at least one brake is at least partially covered outwards in the radial direction by the stator and/or by the rotor of the electric machine. This makes it possible to create a particularly short length of the gear arrangement running in the axial direction of the gear arrangement.
Unter dem Merkmal, dass die elektrische Maschine konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnet ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der Rotor konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnet ist. Da die Antriebswelle um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, und da der Rotor um die Maschinendrehachse relativ zu dem Stator und relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, und da der Rotor konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnet ist, fällt beispielsweise die Maschinendrehachse mit der Drehachse zusammen.The feature that the electric machine is arranged concentrically to the drive shaft can be understood in particular to mean that the rotor is arranged concentrically to the drive shaft. Since the drive shaft is rotatable about the axis of rotation relative to the housing, and since the rotor is rotatable about the machine axis of rotation relative to the stator and relative to the housing, and since the rotor is arranged concentrically to the drive shaft, the machine axis of rotation coincides with the axis of rotation, for example.
In vollständig hergestelltem Zustand des Hybridfahrzeugs umfasst diese die erfindungsgemäße Getriebeanordnung. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in dem vollständig hergestellten Zustand die Drehachse und somit die Maschinendrehachse im Fahrzeugquerrichtung verläuft, sodass die Getriebeanordnung quer angeordnet beziehungsweise quer verbaut ist.In the fully manufactured state of the hybrid vehicle, it comprises the transmission arrangement according to the invention. It is preferably provided that in the fully manufactured state the axis of rotation and thus the machine axis of rotation runs in the transverse direction of the vehicle, so that the transmission arrangement is arranged or installed transversely.
Dadurch, dass die Getriebeanordnung die elektrische Maschine, die Kupplungen und die Bremsen aufweist, können mehrere schaltbare Gänge, insbesondere wenigstens oder genau vier schaltbare Gänge, der Getriebeanordnung auf besonders bauraumgünstige Weise realisiert werden. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Getriebeanordnung als mehrgängiges, hybridisiertes Getriebe ausgestaltet sein kann, mittels welchem sich ein besonders effizienter und effektiver Antrieb des Hybridfahrzeugs auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren lässt. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, den axialen Bauraumbedarf der Getriebeanordnung besonders gering zu halten. Mit anderen Worten kann in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes und in axialer Richtung der Getriebeanordnung insgesamt eine kurzbauende Form oder Bauweise der Getriebeanordnung, welcher auch als Getriebestruktur bezeichnet wird, dargestellt werden.Because the transmission arrangement has the electric machine, the clutches and the brakes, several switchable gears, in particular at least or exactly four switchable gears, of the transmission arrangement can be implemented in a particularly space-saving manner. This means that the transmission arrangement according to the invention can be designed as a multi-speed, hybridized transmission, by means of which a particularly efficient and effective drive of the hybrid vehicle can be implemented in a particularly space-saving manner. In particular, the invention makes it possible to keep the axial installation space requirement of the transmission arrangement particularly low. In other words, in the axial direction of the Ravigneaux set and in the axial direction of the transmission arrangement as a whole, a short form or design of the transmission arrangement, which is also referred to as the transmission structure, can be represented.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Ravigneaux-Satz in axialer Richtung der Getriebeanordnung, das heißt entlang der axialen Richtung der Getriebeanordnung und somit in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes betrachtet, zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der elektrischen Maschine, das heißt innerhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Ravigneaux-Satz in radialer Richtung des Ravigneaux-Satzes und somit in radialer Richtung der elektrischen Maschine der Getriebeanordnung insgesamt nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch den Rotor und/oder durch den Stator der elektrischen Maschine überdeckt ist. Dadurch kann der axiale Bauraumbedarf der Getriebeanordnung in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.It has proven to be particularly advantageous if the Ravigneaux set is arranged at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the electric machine, i.e. inside the electric machine, in the axial direction of the gear arrangement, i.e. along the axial direction of the gear arrangement and thus viewed in the axial direction of the Ravigneaux set. This is to be understood in particular that the Ravigneaux set is covered at least partially, in particular at least predominantly or completely, by the rotor and/or the stator of the electric machine in the radial direction of the Ravigneaux set and thus in the radial direction of the electric machine of the gear arrangement as a whole. This means that the axial installation space requirement of the gear arrangement can be kept to a particularly small extent.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnete Rotor der elektrischen Maschine, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Dadurch können die Teileanzahl, das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the rotor of the electric machine, which is arranged concentrically to the drive shaft, is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner, in particular permanently. This means that the number of parts, the weight, the costs and the installation space required can be kept to a particularly low level.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Kupplung ein, insbesondere permanent, drehfest mit dem Anschlusselement verbundenes erstes Kupplungselement und ein, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbundenes zweites Kupplungselement aufweist. Bezogen auf einen von dem Anschlusselement über die erste Kupplung zu dem Planetenträger verlaufenden Drehmomentenfluss ist das erste Kupplungselement stromauf der ersten Kupplung mit dem Anschlusselement, insbesondere permanent, drehfest verbunden. Beispielsweise können die zuvor genannten, von der Verbrennungskraftmaschine über die Ausgangswelle bereitgestellten dritten Drehmomente über den zuvor genannten Drehmomentenfluss beziehungsweise entlang des Drehmomentenflusses von dem Anschlusselement über die erste Kupplung auf den Planetenträger übertragen werden. Da vorzugsweise das erste Kupplung stromauf der ersten Kupplung und nicht etwa stromab der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehfest mit dem Anschlusselement verbunden ist, können beispielsweise das Anschlusselement und somit die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine mittels der zweiten Kupplung mit der Antriebswelle und somit beispielsweise mit dem zweiten Sonnenrad und/oder mit der elektrischen Maschine, insbesondere mit dem Rotor, gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden, werden, während die erste Kupplung geöffnet ist, das heißt während das Anschlusselement von dem Planetenträger entkoppelt ist. Dadurch kann beispielsweise die Ausgangswelle die Antriebswelle und somit den Rotor und/oder das zweite Sonnenrad über die zweite Kupplung antreiben, während ein über die erste Kupplung erfolgendes und durch die Ausgangswelle bewirktes Antreiben des Planetenträgers unterbleibt. Dadurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhafter Betrieb des Hybridfahrzeugs dargestellt werden.A further embodiment is characterized in that the second clutch has a first clutch element, which is in particular permanently connected to the connecting element in a rotationally fixed manner, and a second clutch element, which is in particular permanently connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner. In relation to a torque flow running from the connecting element via the first clutch to the planet carrier, the first clutch element is connected to the connecting element upstream of the first clutch, in particular permanently connected to the connecting element in a rotationally fixed manner. For example, the aforementioned third torques provided by the internal combustion engine via the output shaft can be transmitted from the connecting element via the first clutch to the planet carrier via the aforementioned torque flow or along the torque flow. Since the first clutch is preferably connected to the connecting element upstream of the first clutch and not downstream of the first clutch, in particular permanently connected to the connecting element in a rotationally fixed manner, for example, the connecting element can be connected to the planet carrier via the first clutch. element and thus the output shaft of the internal combustion engine are coupled, in particular connected in a rotationally fixed manner, to the drive shaft and thus, for example, to the second sun gear and/or to the electric machine, in particular to the rotor, by means of the second clutch, while the first clutch is open, i.e. while the connecting element is decoupled from the planet carrier. As a result, for example, the output shaft can drive the drive shaft and thus the rotor and/or the second sun gear via the second clutch, while the planet carrier is not driven via the first clutch and by the output shaft. As a result, a particularly advantageous operation of the hybrid vehicle can be achieved in a particularly space-saving manner.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine der Kupplungen, insbesondere die erste Kupplung, auf einer ersten Seite des Ravigneaux-Satzes angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die eine Kupplung, insbesondere die erste Kupplung, in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes, das heißt entlang der axialen Richtung betrachtet, diesseits des Ravigneaux-Satzes, angeordnet. Dabei ist vorzugsweise die andere Kupplung, insbesondere die zweite Kupplung, auf einer der ersten Seite in axialer Richtung abgewandten zweiten Seite des Ravigneaux-Satzes angeordnet. Somit ist beispielsweise die andere Kupplung, insbesondere die zweite Kupplung, in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes, das heißt entlang der axialen Richtung betrachtet jenseits des Ravigneaux-Satzes angeordnet. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeanordnung realisiert werden.A further embodiment provides that one of the clutches, in particular the first clutch, is arranged on a first side of the Ravigneaux set. In other words, one clutch, in particular the first clutch, is arranged in the axial direction of the Ravigneaux set, i.e., viewed along the axial direction, on this side of the Ravigneaux set. The other clutch, in particular the second clutch, is preferably arranged on a second side of the Ravigneaux set facing away from the first side in the axial direction. Thus, for example, the other clutch, in particular the second clutch, is arranged in the axial direction of the Ravigneaux set, i.e., viewed along the axial direction, on the other side of the Ravigneaux set. This makes it possible to achieve a particularly compact design of the transmission arrangement.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Bremsen in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes zwischen den Kupplungen angeordnet sind. Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass die Bremsen in axialer Richtung durch die eine Kupplung sprich durch die andere Kupplung überdeckt sind.It has proven to be particularly advantageous if the brakes are arranged between the clutches in the axial direction of the Ravigneaux set. This does not necessarily mean that the brakes are covered in the axial direction by one clutch, i.e. by the other clutch.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kupplungen auf derselben Seite des Ravigneaux-Satzes und somit jenseits oder diesseits des Ravigneaux-Satzes angeordnet. Auch hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau dargestellt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the couplings are arranged on the same side of the Ravigneaux set and thus on the other side or this side of the Ravigneaux set. This also makes it possible to achieve a particularly compact structure.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb, insbesondere einen besonders vorteilhaften Antrieb, des Hybridfahrzeugs realisieren zu können, umfasst die Getriebeanordnung bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Achsgetriebe, welches von dem Hohlrad antreibbar ist. Das Hybridfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand beispielsweise wenigstens oder genau zwei Achsen auf, welche in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind. Dabei weist eine der Achsen die erfindungsgemäße Getriebeanordnung auf. Die die Getriebeanordnung aufweisende Achse ist vorzugsweise eine Hinterachse oder aber eine Vorderachse des Hybridfahrzeugs. Die Achse umfasst dabei die zuvor genannten Fahrzeugräder. Insbesondere weist die Achse wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder in Form der zuvor genannten Fahrzeugräder auf, wobei die Fahrzeugräder in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei können die Fahrzeugräder der Achse über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine angetrieben werden. Insbesondere können die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe mittels der ersten Drehmomente angetrieben werden, sodass beispielsweise das jeweilige erste Drehmoment, welches von dem Ravigneaux-Satz über dessen Hohlrad bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird, mittels des Achsgetriebes auf die Fahrzeugräder übertragen, insbesondere auf die Fahrzeugräder aufgeteilt beziehungsweise verteilt, wird. Somit kommt dem Achsgetriebe seine aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlängliche bekannte Funktion zu, das jeweilige erste Drehmoment auf die Fahrzeugräder zu übertragen, insbesondere auf die Fahrzeugräder zu verteilen beziehungsweise aufzuteilen, und beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Hybridfahrzeugs unterschiedlichen Drehzahlen der Fahrzeugräder zuzulassen. Somit dreht sich beispielsweise bei einer Kurvenfahrt das kurvenäußere Fahrzeugrad mit einer größeren Drehzahl als das kurveninnere Fahrzeugrad. Insbesondere kann das Achsgetriebe als ein Differentialgetriebe ausgebildet sein, welches einfach auch als Differential oder Achsdifferential bezeichnet wird. Insbesondere kann das Differentialgetriebe als ein Kegelraddifferential oder aber als ein Stirnraddifferential ausgebildet sein.In order to be able to realize a particularly advantageous operation, in particular a particularly advantageous drive, of the hybrid vehicle in a particularly space-saving manner, the transmission arrangement in a further embodiment of the invention comprises an axle transmission which can be driven by the ring gear. In its fully manufactured state, the hybrid vehicle has, for example, at least or exactly two axles which are arranged one behind the other or one after the other in the longitudinal direction of the vehicle. One of the axles has the transmission arrangement according to the invention. The axle having the transmission arrangement is preferably a rear axle or a front axle of the hybrid vehicle. The axle comprises the vehicle wheels mentioned above. In particular, the axle has at least or exactly two vehicle wheels in the form of the vehicle wheels mentioned above, the vehicle wheels being spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle. The vehicle wheels of the axle can be driven by the internal combustion engine and the electric machine via the axle transmission. In particular, the vehicle wheels can be driven via the axle gear using the first torques, so that, for example, the respective first torque, which can be provided or is provided by the Ravigneaux set via its ring gear, is transmitted to the vehicle wheels by means of the axle gear, in particular divided or distributed between the vehicle wheels. The axle gear thus has its function, which is already well known from the general state of the art, of transmitting the respective first torque to the vehicle wheels, in particular distributing or splitting it between the vehicle wheels, and, for example, allowing different speeds of the vehicle wheels when the hybrid vehicle is cornering. Thus, for example, when cornering, the vehicle wheel on the outside of the curve rotates at a higher speed than the vehicle wheel on the inside of the curve. In particular, the axle gear can be designed as a differential gear, which is also simply referred to as a differential or axle differential. In particular, the differential gear can be designed as a bevel gear differential or as a spur gear differential.
Die Getriebeanordnung umfasst darüber hinaus wenigstens eine Stirnradstufe, über welche das Achsgetriebe von dem Ravigneaux-Satz, insbesondere von dem Hohlrad, angetrieben werden kann. Die wenigstens eine Stirnradstufe weist dabei ein, insbesondere permanent, drehfest mit dem Hohlrad verbundenes erstes Zahnrad und ein von dem ersten Zahnrad antreibbares zweites Zahnrad auf, über welches das Achsgetriebe von dem ersten Zahnrad antreibbar ist. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass bezogen auf einen von dem Hohlrad über die Stirnradstufe zu dem Achsgetriebe verlaufenden Drehmomentenfluss, das erste Zahnrad stromab des Hohlrads, das zweite Zahnrad stromab des ersten Zahnrads und das Achsgetriebe stromab des zweiten Zahnrads angeordnet ist. Beispielsweise kämmt das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Stirnradstufe in axialer Richtung des Ravigneaux-Satzes zwischen dem Ravigneaux-Satz und zumindest einer der Kupplungen, insbesondere zwischen dem Ravigneaux-Satz und beiden Kupplungen, angeordnet ist. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeanordnung insbesondere in axialer Richtung gewährleistet werden.The gear arrangement further comprises at least one spur gear stage, via which the axle gear can be driven by the Ravigneaux set, in particular by the ring gear. The at least one spur gear stage has a first gear, which is in particular permanently and rotationally fixedly connected to the ring gear, and a second gear which can be driven by the first gear and via which the axle gear can be driven by the first gear. Thus, it is provided, for example, that with respect to a torque flow running from the ring gear via the spur gear stage to the axle gear, the first gear is arranged downstream of the ring gear, the second gear is arranged downstream of the first gear and the axle gear is arranged downstream of the second gear. For example, the second gear meshes with the first gear.
It has proven to be particularly advantageous if the spur gear stage is arranged in the axial direction of the Ravigneaux set between the Ravigneaux set and at least one of the clutches, in particular between the Ravigneaux set and both clutches. This ensures a particularly compact design of the gear arrangement, in particular in the axial direction.
Um den axialen Bauraumbedarf besonders gering zu halten, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest eine der Kupplungen, insbesondere beide Kupplungen, auf einer ersten Seite der Stirnradstufe angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine auf einer der ersten Seite der Stirnradstufe in axialer Richtung abgewandten zweiten Seite der Stirnradstufe angeordnet ist.In order to keep the axial installation space requirement particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that at least one of the clutches, in particular both clutches, are arranged on a first side of the spur gear stage, wherein the electric machine is arranged on a second side of the spur gear stage facing away from the first side of the spur gear stage in the axial direction.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Maschine als eine Transversalflussmaschine ausgebildet, welche auch als Axialflussmaschine bezeichnet wird. Dadurch können der Bauraumbedarf und das Gewicht besonders gering gehalten werden.In a further embodiment of the invention, the electrical machine is designed as a transverse flux machine, which is also referred to as an axial flux machine. This allows the installation space requirement and the weight to be kept particularly low.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Bremsen in radialer Richtung des Ravigneaux-Satzes und somit in radialer Richtung der Getriebeanordnung insgesamt aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass eine der Bremsen in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, weiter außen als die andere Bremse angeordnet ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die andere Bremse in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die eine Bremse überdeckt ist. Dadurch kann der axiale Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the brakes are arranged one after the other in the radial direction of the Ravigneaux set and thus in the radial direction of the gear arrangement as a whole. This means that one of the brakes is arranged at least partially, in particular at least predominantly or completely, further out than the other brake in the radial direction towards the outside. It is particularly conceivable that the other brake is covered at least partially, in particular at least predominantly or completely, by the one brake in the radial direction towards the outside. This means that the axial installation space requirement can be kept to a particularly small extent.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Hybridfahrzeug. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Ausgangswelle, wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine über die Ausgangswelle das Hybridfahrzeug angetrieben werden kann. Außerdem umfasst da Hybridfahrzeug eine Getriebeanordnung, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Getriebeanordnung weist ein Gehäuse, und einen Ravigneaux-Satz auf. Der Ravigneaux-Satz weist genau ein relativ zu dem Gehäuse drehbares Hohlrad, ein erstes Sonnenrad, ein zweites Sonnenrad, einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen Planetenträger auf. Dabei sind die Planetenradsätze an dem Planetenträger drehbar gelagert. Die Getriebeanordnung weist darüber hinaus eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem Hohlrad verbundene und relativ zu dem Gehäuse drehbare Abtriebswelle auf, über welche Drehmomente aus dem Ravigneaux-Satz ausgeleitet werden können. Die Getriebeanordnung umfasst außerdem eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbundene und relativ zu dem Gehäuse drehbare Antriebswelle, über welche Drehmomente in den Ravigneaux-Satz eingeleitet werden können. Außerdem ist ein von der Ausgangswelle antreibbares Anschlusselement vorgesehen, wobei beispielsweise die Ausgangswelle mit dem Anschlusselement, insbesondere drehmomentübertragend, koppelbar oder gekoppelt ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Ausgangswelle mit dem Anschlusselement permanent drehmomentübertragend gekoppelt, insbesondere permanent drehfest verbunden, ist.A second aspect of the invention relates to a hybrid vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The hybrid vehicle comprises an internal combustion engine with an output shaft, wherein the hybrid vehicle can be driven by means of the internal combustion engine via the output shaft. The hybrid vehicle also comprises a transmission arrangement, in particular according to the first aspect of the invention. The transmission arrangement has a housing and a Ravigneaux set. The Ravigneaux set has exactly one ring gear that can rotate relative to the housing, a first sun gear, a second sun gear, a first planetary gear set, a second planetary gear set and a planet carrier. The planetary gear sets are rotatably mounted on the planet carrier. The transmission arrangement also has an output shaft that is, in particular permanently, connected to the ring gear in a rotationally fixed manner and is rotatable relative to the housing, via which torques can be output from the Ravigneaux set. The gear arrangement also includes a drive shaft, which is connected to the second sun gear in a rotationally fixed manner, in particular permanently, and is rotatable relative to the housing, via which torques can be introduced into the Ravigneaux set. In addition, a connecting element that can be driven by the output shaft is provided, wherein, for example, the output shaft can be coupled or is coupled to the connecting element, in particular in a torque-transmitting manner. In particular, it is conceivable that the output shaft is permanently coupled to the connecting element in a torque-transmitting manner, in particular permanently connected in a rotationally fixed manner.
Die Getriebeanordnung weist darüber hinaus eine erste Kupplung auf, mittels welcher das Anschlusselement mit dem Planetenträger koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Außerdem umfasst die Getriebeanordnung auch eine zweite Kupplung, mittels welcher das Anschlusselement mit der Antriebswelle koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Die Getriebeanordnung weist darüber hinaus eine erste Bremse auf, mittels welcher das erste Sonnenrad an dem Gehäuse festlegbar, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbindbar, ist. Außerdem ist eine zweite Bremse vorgesehen, mittels welcher der Planetenträger an dem Gehäuse festlegbar, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbindbar, ist. Des Weiteren umfasst die Getriebeanordnung eine konzentrisch zur Antriebswelle angeordnete elektrische Maschine, mittels welcher die Antriebswelle antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.The gear arrangement further comprises a first clutch, by means of which the connecting element can be coupled to the planet carrier, in particular connected in a rotationally fixed manner. In addition, the gear arrangement also comprises a second clutch, by means of which the connecting element can be coupled to the drive shaft, in particular connected in a rotationally fixed manner. The gear arrangement further comprises a first brake, by means of which the first sun gear can be fixed to the housing, i.e. connected in a rotationally fixed manner to the housing. In addition, a second brake is provided, by means of which the planet carrier can be fixed to the housing, i.e. connected in a rotationally fixed manner to the housing. Furthermore, the gear arrangement comprises an electric machine arranged concentrically to the drive shaft, by means of which the drive shaft can be driven. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
Erfindungsgemäß ist der Ravigneaux-Satz in radialer Richtung des Ravigneaux-Satzes nach außen hin zumindest teilweise durch wenigstens eine der Kupplungen und/oder durch wenigstens eine der Bremsen überdeckt, wobei die wenigstens eine Kupplung und/oder die wenigstens eine Bremse innerhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist.According to the invention, the Ravigneaux set is at least partially covered outwards in the radial direction of the Ravigneaux set by at least one of the clutches and/or by at least one of the brakes, wherein the at least one clutch and/or the at least one brake is arranged within the electrical machine.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the hybrid vehicle according to the invention, which have features as have already been described in connection with the further developments of the transmission arrangement according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the hybrid vehicle according to the invention are not described again here.
Das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug ist ein Kraftfahrzeug und dabei bevorzugt als ein Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder aber als ein Personenbus oder ein Motorrad ausgestaltet. Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The hybrid vehicle according to the invention is a motor vehicle and is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or a truck, or as a passenger bus or a motorcycle. The invention also includes combinations of the features of the described embodiments.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Strukturdarstellung einer erfindungsgemäße Getriebeanordnung; -
2 eine schematische Anordnungsdarstellung einer ersten Ausführungsform der Getriebeanordnung; -
3 eine schematische Anordnungsdarstellung der Getriebeanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform; -
4 eine Schaltmatrix zur Veranschaulichung von Getriebemodi der Getriebeanordnung, insbesondere gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform; -
5 eine schematische Anordnungsdarstellung der Getriebeanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform; -
6 eine schematische Darstellung der Getriebeanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform.
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1 a schematic structural representation of a gear arrangement according to the invention; -
2 a schematic arrangement representation of a first embodiment of the transmission arrangement; -
3 a schematic arrangement diagram of the transmission arrangement according to the second embodiment; -
4 a switching matrix for illustrating transmission modes of the transmission arrangement, in particular according to the first and second embodiments; -
5 a schematic arrangement representation of the transmission arrangement according to a third embodiment; -
6 a schematic representation of the transmission arrangement according to a fourth embodiment.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.
Die Ausgangswelle 16 ist um eine Motordrehachse 20 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar. Die Verbrennungskraftmaschine 14 kann querverbaut beziehungsweise quer eingebaut sein, sodass beispielsweise die Motordrehachse 20 in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Ferner ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 14 längsverbaut beziehungsweise längs eingebaut ist. Sodass dann beispielsweise die Motordrehachse 20 in Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Die elektrische Maschine 18 weist einen Stator 22 und einen Rotor 24 auf. Der Rotor 24 ist von dem Stator 22 antreibbar und dadurch um einen Maschinendrehachse 26 relativ zu dem Stator 22 drehbar. Dabei ist die elektrische Maschine 18 quer eingebaut beziehungsweise quer verbaut, sodass die Maschinendrehachse 26 in Fahrzeugquerrichtung verläuft.The
Die Getriebeanordnung 10 weist, insbesondere wenigstens oder genau, einen Ravigneaux-Satz 28 auf, welcher zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Gehäuse 12 angeordnet sein kann. Der Ravigneaux-Satz 28 weist genau ein Hohlrad 30 auf, welches um eine Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar ist. Außerdem umfasst der Ravigneaux-Satz 28 ein erstes Sonnenrad 34, ein zweites Sonnenrad 36, einen ersten Planetenradsatz 38, einen zweiten Planetenradsatz 40 und einen den Planetenradsätzen 38 und 40 gemeinsamen Planetenträger 42, an welchem die Planetenradsätze 38 und 40, insbesondere gleichzeitig, drehbar gelagert sind. Aus
Die Getriebeanordnung 10 weist dabei eine drehfest mit dem Hohlrad 30 verbundene Abtriebswelle 44 auf, über welche erste Drehmomente aus dem Ravigneaux-Satz 28 ausgleitet, das heißt von dem Ravigneaux-Satz 28 abgeführt werden können. Somit kann der Ravigneaux-Satz 28 die ersten Drehmomente über das Hohlrad 30 bereitstellen. Die ersten Drehmomente können von dem Hohlrad 30 auf die Abtriebswelle 44 übertragen und schließlich auf die Fahrzeugräder übertragen werden, um die Fahrzeugräder dadurch anzutreiben. Die Getriebeanordnung 10 weist darüber hinaus eine drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 36 verbundene Antriebswelle 46 auf, welche um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar ist. Über die Antriebswelle 46 können, insbesondere von der elektrischen Maschine 18 über den Rotor 24 bereitgestellte, zweite Drehmomente in den Ravigneaux-Satz 28 eingeleitet werden. Außerdem können - wie im Folgenden noch genauer erläutert wird - über die Antriebswelle 46 dritte Drehmomente in den Ravigneaux-Satz 28 eingeleitet werden. Die dritten Drehmomente sind beispielsweise die zuvor genannten Antriebsdrehmomente. Mit anderen Worten können die dritten Drehmomente von der Verbrennungskraftmaschine 14 über die Ausgangswelle 16 bereitgestellt werden.The
Die Getriebeanordnung 10 weist darüber hinaus ein beispielsweise als eine Welle, insbesondere als eine Anschlusswelle, ausgebildetes Anschlusselement 48 auf, mit welchem die Ausgangswelle 16 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Dies bedeutet, dass das Anschlusselement 48 von der Ausgangswelle 16 angetrieben und dadurch beispielsweise um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht werden kann. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt können die Antriebsdrehmomente beziehungsweise die dritten Drehmomente von der Ausgangswelle 16 auf das Anschlusselement 48 übertragen werden. Außerdem können die dritten Drehmomente beispielsweise auf die Antriebswelle 46 und somit beispielsweise auf den Rotor 24 übertragen werden.The
Das Hybridfahrzeug weist ein vorliegend als Zwei-Massen-Schwungrad ausgebildetes Schwungrad 50 auf, über welches beispielsweise das Anschlusselement 48 von der Ausgangswelle 16 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 14 angetrieben werden kann. Insbesondere ist das Anschlusselement 48 über das Schwungrad 50 permanent mit der Ausgangswelle 16 gekoppelt, insbesondere permanent drehfest mit der Ausgangswelle 16 verbunden. Die Getriebeanordnung 10 weist des Weiteren eine erste Kupplung K1 auf, mittels welcher das Anschlusselement 48 mit dem Planetenträger 42 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Somit können die von der Verbrennungskraftmaschine 14 über die Ausgangswelle 16 bereitgestellte und von der Ausgangswelle 16 über das Schwungrad 50 auf das Anschlusselement 48 übertragenen dritten Drehmomente über die erste Kupplung K1 auf den Planetenträger 42 übertragen und somit über den Planetenträger 42 in den Ravigneaux-Satz 28 eingeleitet werden.The hybrid vehicle has a
Des Weiteren umfasst die Getriebeanordnung 10 eine zweite Kupplung K2, mittels welcher das Anschlusselement 48 mit der AW 46 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist. Somit können beispielsweise die dritten Drehmomente von dem Anschlusselement 48 über die zweite Kupplung K2 auf die Antriebswelle 46 und somit beispielsweise auf den Rotor 24 und/oder auf das Sonnenrad 36 übertragen werden. In der Folge können beispielsweise die dritten Drehmomente über das Sonnenrad 36 in den Ravigneaux-Satz 28 eingeleitet werden. Die Getriebeanordnung 10 weist darüber hinaus eine erste Bremse B1 auf, mittels welcher das erste Sonnenrad an dem Gehäuse 12 festlegbar ist. Des Weiteren umfasst die Getriebeanordnung 10 eine zweite Bremse B2, mittels welcher der Planetenträger 42 an dem Gehäuse 12 festlegbar ist.Furthermore, the
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb beziehungsweise Antrieb des Hybridfahrzeugs realisieren zu können, umfasst die Getriebeanordnung 10 die elektrische Maschine 18, welche konzentrisch zur Antriebswelle 46 angeordnet ist. Außerdem ist die Antriebswelle 46 mittels der elektrischen Maschine 18 antreibbar. Insbesondere ist der Rotor 24 konzentrisch zu der Antriebswelle 46 angeordnet, sodass die Maschinendrehachse 26 mit der Drehachse 32 zusammenfällt. Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Rotor 24, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle 46 verbunden ist. Somit können die von der elektrischen Maschine 18 über den Rotor 24 bereitgestellten zweiten Drehmomente von dem Rotor 24 auf die Antriebswelle 46 und von der Antriebswelle 46 auf das Sonnenrad 36 übertragen und über die Antriebswelle 46 und über das Sonnenrad 36 in den Ravigneaux-Satz 28 eingeleitet werden. Ferner ist es denkbar, dass die dritten Drehmomente über das Anschlusselement 48 und die zweite Kupplung K2 auf die Antriebswelle 46 und mit der Antriebswelle 46 auf den Rotor 24 übertragen werden.In order to be able to realize a particularly advantageous operation or drive of the hybrid vehicle in a particularly space-efficient manner, the
Besonders gut aus
Bei der in
Bei der zweiten Ausführungsform umfasst die Getriebeanordnung 10 ein beispielsweise als Differentialgetriebe, insbesondere als Kegelraddifferential, ausgebildetes Achsgetriebe 60. Dies bedeutet, dass die Achse das Achsgetriebe 60 aufweist. Dabei sind die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe 60 von der Abtriebswelle 44 antreibbar. Aus den ersten Drehmomenten, welche von dem Ravigneaux-Satz 28 über das Hohlrad 30 bereitgestellt und auf die Abtriebswelle 44 übertragen werden, resultieren beispielsweise vierte Drehmomente. Das jeweilige vierte Drehmoment wird beispielsweise in das Achsgetriebe 60 eingeleitet, wodurch das Achsgetriebe 60 angetrieben wird. Das jeweilige vierte Drehmoment beziehungsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen vierten Drehmoment resultierendes fünftes Drehmoment wird beispielsweise mittels des Achsgetriebes 60 auf die Fahrzeugräder übertragen und insbesondere auf die Fahrzeugräder aufgeteilt beziehungsweise verteilt, sodass schließlich beispielsweise die Fahrzeugräder mittels des jeweiligen fünften Drehmoments angetrieben werden.In the second embodiment, the
Dabei umfasst die Getriebeanordnung 10 eine Getriebeeinrichtung 62 mit einer ersten Stirnradstufe 64 und einer zweiten Stirnradstufe 66. Die erste Stirnradstufe 64 umfasst ein, insbesondere permanent, drehfest mit dem Hohlrad 30 verbundenes erstes Zahnrad 68 und ein mit dem Zahnrad 68 kämmendes zweites Zahnrad 70, welches von dem Zahnrad 68 antreibbar ist. Dabei ist das Achsgetriebe 60 von dem Zahnrad 70 antreibbar, sodass das Achsgetriebe 60 über das Zahnrad 70 von dem Zahnrad 68 angetrieben werden kann. Die zweite Stirnradstufe 66 umfasst das Zahnrad 70 und ein drittes Zahnrad 72, welches mit dem Zahnrad 70 kämmt. Das Zahnrad 70 ist beispielsweise um eine Drehachse 74 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar, wobei die Drehachse 74 beispielsweise von der Drehachse 32 beabstandet ist und parallel zur Drehachse 32 verläuft. Dabei ist das Achsgetriebe 60 beispielsweise von dem Zahnrad 72 antreibbar, sodass das Achsgetriebe 60 über das Zahnrad 72 von dem Zahnrad 70 antreibbar ist. Beispielsweise ist das Zahnrad 72 permanent drehfeste mit dem Achsgetriebe 60, insbesondere mit einem Differentialkopf des Achsgetriebes 60, verbunden. Die Stirnradstufen 64 und 66 sind dabei in axialer Richtung zwischen dem Ravigneaux-Satz 28 und der ersten Kupplung K1 angeordnet. Dabei ist die Kupplung K2 auf einer ersten Seite S3 der jeweiligen Stirnradstufe 64 beziehungsweise 66 angeordnet, während die Kupplung K1 auf einer der ersten Seite S3 in axialer Richtung abgewandten zweiten Seite S4 der jeweiligen Stirnradstufe 64 beziehungsweise 66 angeordnet ist. Bei der zweiten Ausführungsform ist es denkbar, dass die Bremsen B1 und B2 in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Bei der ersten Ausführungsform kann beispielsweise eine Zwischenwelle vorgesehen sein, welche beispielsweise um die Drehachse 74 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar ist. Alternativ zu der in
In the first embodiment, for example, an intermediate shaft can be provided which is rotatable about the
Zunächst sei noch erläutert, dass vorgesehen sein kann, dass die elektrische Maschine 18 wahlweise in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben werden kann. In dem Motorbetrieb wird die elektrische Maschine 18 als Elektromotor betrieben, welcher in dem Motorbetrieb über den Rotor 24 das jeweilige zweite Drehmoment zum elektrischen Antreiben bereitstellen kann. Somit wird in dem Motorbetrieb der Rotor 24 von dem Stator 22 angetrieben, sodass in dem Motorbetrieb die Fahrzeugräder mittels der elektrischen Maschine 18 angetrieben werden können oder angetrieben werden. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 18 als ein Generator betrieben. In dem Generatorbetrieb wird der Rotor 24 von den sich drehenden Fahrzeugrädern und somit von kinetischer Energie des sich bewegenden Hybridfahrzeugs und/oder von der Ausgangswelle 16 angetrieben, sodass mittels der Generators mechanische Energie, mittels welcher der Rotor 24 angetrieben wird, in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese elektrische Energie kann von dem Generator bereitgestellt und beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden. Wird somit beispielsweise im jeweiligen verbrennungsmotorischen Betrieb V1, V2, V3 und V4 die elektrische Maschine 18 in dem Motorbetrieb betrieben, so wird das Hybridfahrzeug beispielsweise sowohl mittels der Verbrennungskraftmaschine 14 als auch mittels der elektrischen Maschine 18 und somit hybridisch angetrieben. Wird jedoch beispielsweise die elektrische Maschine 18 in dem jeweiligen verbrennungsmotorischen Betrieb V1, V2, V3 und V4 als Generator betrieben, so wird beispielsweise das Hybridfahrzeug bezogen auf die Verbrennungskraftmaschine 14 und die elektrische Maschine 18 ausschließlich mittels der Verbrennungskraftmaschine 14 angetrieben.First of all, it should be explained that it can be provided that the
In dem verbrennungsmotorischen Betrieb V1 sind die Kupplung K2 und die Bremse B1 gleichzeitig geschlossen, während die Kupplung K1 und die Bremse B2 gleichzeitig geöffnet sind. In dem verbrennungsmotorischen Betrieb V2 sind die Kupplung K2 und die Bremse B2 gleichzeitig geschlossen, während die Kupplung K1 und die Bremse B1 gleichzeitig geöffnet sind. in dem verbrennungsmotorischen Betrieb V3 sind die Kupplungen K1 und K2 gleichzeitig geschlossen, während die Bremsen B1 und B2 gleichzeitig geöffnet sind. In dem verbrennungsmotorischen Betrieb V4 sind die Kupplung K1 und die Bremse B2 gleichzeitig geschlossen, während die Kupplung K2 und die Bremse B1 gleichzeitig geöffnet sind.In the internal combustion engine mode V1, the clutch K2 and the brake B1 are closed at the same time, while the clutch K1 and the brake B2 are opened at the same time. In the internal combustion engine mode V2, the clutch K2 and the brake B2 are closed at the same time, while the clutch K1 and the brake B1 are opened at the same time. In the internal combustion engine mode V3, the clutches K1 and K2 are closed at the same time, while the brakes B1 and B2 are opened at the same time. In the internal combustion engine mode V4, the clutch K1 and the brake B2 are closed at the same time, while the clutch K2 and the brake B1 are opened at the same time.
Ein fünfter der Getriebemodi ist ein elektromotorischer Betrieb E1, und ein sechster der Getriebemodi ist ein elektromotorischer Betrieb E2. In dem jeweiligen elektromotorischen Betrieb E1 beziehungsweise E2 werden beispielsweise die Fahrzeugräder und somit das Hybridfahrzeug bezogen auf die Verbrennungskraftmaschine 14 und die elektrische Maschine 18 ausschließlich mittels der elektrischen Maschine 18 angetrieben, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass ein durch die elektrische Maschine 18 bewirktes Antreiben der Ausgangswelle 16 unterbleibt. Hierzu sind in dem jeweiligen elektromotorischen Betrieb E1 beziehungsweise E2 die Kupplungen K1 und K2 gleichzeitig geöffnet. In dem ersten elektromotorischen Betrieb E1 sind die Kupplungen K1 und K2 und die Bremse B2 gleichzeitig geöffnet, während die Bremse B1 geschlossen ist. In dem elektromotorischen Betrieb E2 sind die Kupplungen K1 und K2 und die Bremse B1 gleichzeitig geöffnet, während die Bremse B2 geschlossen ist.A fifth of the transmission modes is an electric motor operation E1, and a sixth of the transmission modes is an electric motor operation E2. In the respective electric motor operation E1 or E2, for example, the vehicle wheels and thus the hybrid vehicle with respect to the
Ein siebter der Getriebemodi ist ein so genannter CVT-Betrieb (CVT - continiously variable transmission - stufenloses Getriebe). Der CVT-Betrieb ist mit CVT bezeichnet. In dem CVT-Betrieb CVT sind die Kupplung K2 und die Bremsen B1 und B2 gleichzeitig geöffnet, während die Kupplung K1 geschlossen ist. Hierdurch kann beispielsweise, insbesondere durch mittels der elektrischen Maschine 18 bewirktes Antreiben des Sonnenrades 36, eine Übersetzung des Ravigneaux-Satzes 28, insbesondere von dem Sonnenrad 36 hin zu dem Hohlrad 30, zumindest im Wesentlichen stufenlos eingestellt beziehungsweise verändert werden.A seventh of the transmission modes is a so-called CVT operation (CVT - continuously variable transmission). The CVT operation is designated CVT. In the CVT operation CVT, the clutch K2 and the brakes B1 and B2 are opened simultaneously, while the clutch K1 is closed. As a result, for example, in particular by driving the
Ein achter der Getriebemodi ist ein Standlade-Modus SL, welcher auch als Standladen bezeichnet wird. In dem Standlade-Modus SL sind die Kupplung K1 und die Bremsen B1 und B2 gleichzeitig geöffnet, während die Kupplung K2 geschlossen ist. Hierdurch kann beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 14 über die Ausgangswelle 16 und über den Ravigneaux-Satz 28 den Rotor 24 antreiben, insbesondere während ein durch die Verbrennungskraftmaschine 14 bewirktes Antreiben des Hybridfahrzeugs unterbleibt. Auf diese Weise kann beispielsweise die zuvor genannte Batterie geladen werden, während sich das Hybridfahrzeug in seinem Stillstand befindet.An eighth of the transmission modes is a stand-by charging mode SL, which is also referred to as stand-by charging. In the stand-by charging mode SL, the clutch K1 and the brakes B1 and B2 are opened simultaneously, while the clutch K2 is closed. This allows, for example, the
Schließlich zeigt
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