DE102020006368B4 - Hybrid propulsion device - Google Patents

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Abstract

Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) mit einem Verbrennungsmotor (2), einer elektrischen Maschine (3) und einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (5) und eine erste Vorgelegewelle (12) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) direkt koppelbar ist, wobei zumindest drei schaltbare Radpaarungen (17, 19, 21, 23) mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle (5, 105) angeordnetem Zahnrad (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, wobei eine erste Radpaarung (17) der Radpaarungen (17, 19, 21, 23) ein als Losrad (10) ausgebildetes und koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Zahnrad und ein als Losrad (16) ausgebildetes und koaxial zu der Vorgelegewelle (12) angeordnetes zweites Zahnrad aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) derart an die erste Radpaarung (17) angebunden ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine über die erste Radpaarung (17) in das Getriebe eingeleitet werden können, und wobei die erste Radpaarung (17) in axialer Richtung (a) und von der Trennkupplung (4) aus gesehen in einer letzten oder vorletzten Radebene angeordnet istwobei die elektrische Maschine (3) axial überlappend zu der Trennkupplung (4) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassgenau vier schaltbare Radpaarungen (17, 19, 21, 23) mit jeweils einem koaxial zur Eingangswelle (5) angeordneten Zahnrad (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind,wobei die erste Vorgelegewelle (12) und eine zweite Vorgelegewelle (13) mit jeweils einem Abtriebsrad (14, 15) vorgesehen sind, wobei die Trennkupplung (4) und die zwei Abtriebsräder (14, 15) axial überlappend angeordnet sind.Hybrid drive device (1) with an internal combustion engine (2), an electric machine (3) and a transmission, the transmission having an input shaft (5) and a first countershaft (12), the internal combustion engine (2) having a separating clutch ( 4) can be coupled directly to the input shaft (5), with at least three switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23) each having a gear wheel (7, 8, 9, 10) arranged coaxially with the input shaft (5, 105). a first wheel pair (17) of the wheel pairs (17, 19, 21, 23) has a first gear wheel designed as a loose wheel (10) and arranged coaxially with the input shaft (5) and a first gear wheel designed as a loose wheel (16) and coaxial with the second gear wheel arranged on the countershaft (12), the electric machine (3) being connected to the first pair of wheels (17) in such a way that torques, starting from the electric machine, can be introduced into the transmission via the first pair of wheels (17), and where the first e pair of wheels (17) is arranged in the axial direction (a) and seen from the separating clutch (4) in a last or penultimate wheel plane, with the electric machine (3) being arranged axially overlapping with the separating clutch (4), characterized in that exactly four switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23) each having a gear wheel (7, 8, 9, 10) arranged coaxially with the input shaft (5) are provided, the first countershaft (12) and a second countershaft (13) each having a driven wheel (14, 15) are provided, the separating clutch (4) and the two driven wheels (14, 15) being arranged so as to overlap axially.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Antriebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einem Getriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a hybrid drive device with an internal combustion engine, an electric machine and a transmission according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Zum Stand der Technik beschreibt beispielsweise die DE 10 2013 210 013 A1 eine solche Hybrid-Antriebsvorrichtung, bei welcher die elektrische Maschine einerseits mit der Eingangswelle des Getriebes, jedoch auf der dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite einer Trennkupplung verbunden werden kann, was gängigerweise auch als P2-Anbindung bezeichnet wird, als auch mit einer als Abtriebswelle dienenden Vorgelegewelle, was wiederum als P3-Anbindung bezeichnet wird. Der Aufbau weist dabei vier Radebenen für vier einzelne Gänge auf. Die elektrische Maschine ist mit zwei Losrädern auf der Eingangswelle verbunden, welche ihrerseits mit jeweils einem weiteren Losrad auf der Vorgelegewelle eine Radpaarung ausbilden. Die elektrische Maschine lässt sich somit in der oben beschriebenen Art alternativ mit der Eingangswelle des Getriebes oder dessen Vorgelegewelle bzw. Abtriebswelle entsprechend koppeln.For example, describes the prior art DE 10 2013 210 013 A1 such a hybrid drive device, in which the electric machine can be connected on the one hand to the input shaft of the transmission, but on the side of a separating clutch facing away from the combustion engine, which is commonly also referred to as a P2 connection, and also to a countershaft serving as the output shaft, which in turn is referred to as P3 binding. The structure has four wheel planes for four individual gears. The electrical machine is connected to two idler gears on the input shaft, which in turn form a wheel pair with another idler gear on the countershaft. The electric machine can thus alternatively be coupled in the manner described above to the input shaft of the transmission or its countershaft or output shaft.

Ferner sind aus der DE 10 2010 030 572 A1 , der WO 2008 / 138 387 A1 , der JP 2011 ­ 235 748 A und der DE 37 12 898 A1 Hybrid-Antriebsvorrichtungen mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einem Getriebe bekannt.Furthermore, from the DE 10 2010 030 572 A1 , the WO 2008/138 387 A1 , JP 2011 235 748 A and DE 37 12 898 A1 Known hybrid drive devices with an internal combustion engine, an electric machine and a transmission.

Aus der gattungsgemäßen US 2003 / 0 104 901 A1 ist eine derartige Hybridantriebsvorrichtung bekannt, bei welcher eine elektrische Maschine axial überlappend zu einer Trennkupplung und axial überlappend zu einem Abtriebsrad einer Vorgelegewelle angeordnet ist.From the generic U.S. 2003/0 104 901 A1 such a hybrid drive device is known, in which an electric machine is arranged so that it overlaps axially with a separating clutch and so that it overlaps axially with a driven wheel of a countershaft.

Der Aufbau ist dabei relativ groß, vor allem auch in axialer Richtung, also in der entlang der Eingangswelle des Getriebes verlaufenden Richtung.The structure is relatively large, especially in the axial direction, ie in the direction running along the input shaft of the transmission.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Hybrid-Antriebsvorrichtung anzugeben, welche vor allem in axialer Richtung sehr kompakt baut, und welche darüber hinaus in der Lage ist, im Hybrid-Modus ohne vollständige Zugkraftunterbrechung zu schalten.The object of the present invention is to specify an improved hybrid drive device which is very compact, especially in the axial direction, and which is also able to switch gears in hybrid mode without a complete interruption in traction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Hybrid-Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a hybrid drive device having the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1. Advantageous refinements and developments of the hybrid drive device according to the invention result from the dependent claims.

Es wird ausgegangen von einer Hybrid-Antriebsvorrichtung, welche neben dem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine sowie ein Getriebe umfasst. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle und eine erste Vorgelegewelle. Dabei sind mindestens drei schaltbare Radpaarungen mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle angeordneten Zahnrad vorgesehen, wobei eine erste der Radpaarungen zwei Losräder umfasst, eines auf der Eingangswelle und eines auf der wenigstens einen Vorgelegewelle. Die elektrische Maschine ist derart an diese erste Radpaarung angebunden, dass Drehmomente ausgehend von der elektrischen Maschine über die erste Radpaarung in das Getriebe eingeleitet werden können. Durch die Ausgestaltung der ersten Radpaarung über zwei Losräder ist dabei sowohl eine P2-Anbindung als auch eine P3-Anbidnung möglich. Die erste Radpaarung ist dabei entlang der Eingangswelle von der Trennkupplung aus gesehen die letzte oder vorletzte Radpaarung. Dabei ist es so, dass die elektrische Maschine in axialer Richtung die Trennkupplung überlappt. Die überlappende Anordnung im Sinne der Erfindung bedeutet dabei, dass die genannten Elemente in derselben axialen Ebene liegen können oder aber vorzugsweise in axialer Richtung in dieselbe axiale Ebene hineinragen beziehungsweise von der selben axialen Ebene geschnitten werden. Die axiale Ebene ist dabei jeweils auf die Eingangswelle bezogen, so dass jede axiale Ebene senkrecht auf der Eingangswelle und damit auf der axialen Richtung steht.The starting point is a hybrid drive device which, in addition to the internal combustion engine, includes an electric machine and a transmission. The transmission includes an input shaft and a first countershaft. At least three switchable wheel pairs are provided, each with a coaxially arranged gear to the input shaft, with a first of the wheel pairs comprising two loose wheels, one on the input shaft and one on the at least one countershaft. The electrical machine is connected to this first pair of wheels in such a way that torques can be introduced into the transmission from the electrical machine via the first pair of wheels. Due to the configuration of the first pair of wheels via two loose wheels, both a P2 connection and a P3 connection are possible. The first pair of wheels is the last or penultimate pair of wheels along the input shaft as seen from the separating clutch. In this case, the electrical machine overlaps the separating clutch in the axial direction. The overlapping arrangement within the meaning of the invention means that the elements mentioned can lie in the same axial plane or preferably protrude in the axial direction into the same axial plane or are intersected by the same axial plane. The axial plane is in each case related to the input shaft, so that each axial plane is perpendicular to the input shaft and thus to the axial direction.

Dies stellt einen außerordentlich kompakten Aufbau der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung sicher, welche eine dementsprechend kompakte Bauweise bei durch die spezielle Radsatzarchitektur erreichten sehr geringen Kosten ermöglicht. Außerdem ist, trotz des einfachen Aufbaus, die volle Funktionalität und ein hoher Komfort bei den Schaltungen gegeben.This ensures an extraordinarily compact construction of the hybrid drive device according to the invention, which enables a correspondingly compact construction with very low costs achieved through the special wheelset architecture. In addition, despite the simple structure, the full functionality and a high level of comfort in the circuits is given.

Erfindungsgemäß sind genau vier schaltbare Radpaarungen mit jeweils einem koaxial zur Eingangswelle angeordneten Zahnrad vorgesehen. Ferner sind erfindungsgemäß zwei Vorgelegewellen, nämlich die erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle, vorgesehen, welche jeweils ein Abtriebsrad aufweisen, wobei die Trennkupplung und die beiden Abtriebsräder axial überlappend angeordnet sind. Dieser Aufbau mit einer bezüglich ihres Durchmessers sehr kleinen Trennkupplung kann insbesondere durch den Verzicht auf die Anfahrfähigkeit der Trennkupplung erreicht werden.According to the invention, exactly four switchable gear pairs are provided, each with a gear wheel arranged coaxially to the input shaft. Furthermore, according to the invention, two countershafts, namely the first countershaft and a second countershaft, are provided, each of which has a driven gear, with the separating clutch and the two driven gears being arranged in an axially overlapping manner. This design with a very small separating clutch in terms of its diameter can be achieved in particular by dispensing with the ability of the separating clutch to start up.

Die Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann dazu vorzugsweise auf eine anfahrfähige Trennkupplung sowie insbesondere auch auf einen mechanischen Rückwärtsgang verzichten. Hierdurch lässt sich der Durchmesser der Trennkupplung entsprechend gering auslegen, sodass diese platzsparend überlappend zu der elektrischen Maschine und überlappend zu den Abtriebsrädern auf den Vorgelegewellen angeordnet sein kann. Ein solches Getriebe erlaubt in einem sehr einfachen Aufbau, insbesondere bei dem oben beschriebenen Verzicht auf den mechanischen Rückwärtsgang, mit den vier Radpaarungen die Realisierung von vier Gangstufen.For this purpose, the hybrid drive device according to the invention can preferably dispense with a separating clutch capable of starting off and, in particular, also with a mechanical reverse gear. As a result, the diameter of the separating clutch can be designed to be correspondingly small, so that this can be arranged to save space overlapping to the electric machine and overlapping to the driven wheels on the countershaft. Such a transmission allows in a very simple structure, especially with the above-described waiver of the mechanical reverse gear, with the four pairs of wheels, the implementation of four gears.

Unter einer Radpaarung sind zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder zu verstehen. Ein Zahnrad kann grundsätzlich als ein Losrad oder als ein Festrad ausgebildet sein. Unter einem Losrad ist ein koaxial zu einer zugehörigen Welle und drehbar gegenüber dieser angeordnetes Zahnrad zu verstehen. Ein Losrad kann in der Regel mittels einer Schalteinrichtung mit der zugehörigen Welle drehfest verbunden werden.A wheel pair is to be understood as meaning two gear wheels that are in mesh with one another. A gear wheel can basically be designed as a loose wheel or as a fixed wheel. A loose wheel is to be understood as meaning a gear wheel which is arranged coaxially with respect to an associated shaft and is rotatable with respect to it. A loose wheel can usually be connected in a rotationally fixed manner to the associated shaft by means of a switching device.

Unter einem Festrad ist ein koaxial zu einer zugehörigen Welle angeordnetes und permanent drehfest mit der zugehörigen Welle verbundenes Zahnrad zu verstehen.A fixed wheel is to be understood as meaning a gear wheel which is arranged coaxially to an associated shaft and is permanently connected in a rotationally fixed manner to the associated shaft.

Unter einer schaltbaren Radpaarung ist eine Radpaarung zu verstehen, die zumindest ein Losrad enthält, das mittels einer Schalteinheit mit der Welle, zu der es koaxial und drehbar angeordnet ist, drehfest verbunden werden kann.A switchable pair of wheels is to be understood as a pair of wheels that contains at least one loose wheel that can be connected in a rotationally fixed manner by means of a switching unit to the shaft, to which it is arranged coaxially and rotatably.

Unter einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente ist generell zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen.A non-rotatable connection of two rotatably mounted elements is generally understood to mean that the two elements are arranged coaxially to one another and are connected to one another in such a way that they rotate at the same angular velocity.

Unter einer Radebene ist eine Ebene zu verstehen, die senkrecht zu einer Welle einer Radpaarung, insbesondere senkrecht zu der Eingangswelle, angeordnet ist und die beide Zahnräder der Radpaarung schneidet. Jeder der Radpaarungen ist somit eine Radebene zugeordnet.A gear plane is to be understood as meaning a plane which is perpendicular to a shaft of a pair of wheels, in particular perpendicular to the input shaft, and which intersects both gears of the pair of wheels. A wheel plane is thus assigned to each of the wheel pairs.

Unter einer Doppelradebene ist eine Ebene zu verstehen, welche zwei Radpaarungen schneidet. Eine Doppelradebene enthält eine Radpaarung, die ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes Zahnrad und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad umfasst. Und die Doppelradebene enthält eine weitere Radpaarung die das koaxial zu der Eingangswelle angeordnete Zahnrad und ein weiteres Zahnrad, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist, umfasst. Eine Doppelradebene umfasst also in der Mitte ein Zahnrad, das beiden Radebenen gemeinsam ist.A double wheel plane is a plane that intersects two wheel pairs. A dual gear plane contains a pair of gears, which includes a gear wheel arranged coaxially to the input shaft and a gear wheel arranged coaxially to the first countershaft. And the dual gear level contains a further pair of wheels, which comprises the gear wheel arranged coaxially to the input shaft and a further gear wheel arranged coaxially to the second countershaft. A dual gear plane thus includes a gear wheel in the middle that is common to both gear planes.

Die Begriffe „axial“ und „axiale Richtung“ beziehen sich dabei auf eine Richtung einer Drehachse der Eingangswelle.The terms “axial” and “axial direction” refer to a direction of an axis of rotation of the input shaft.

Unter einer koaxialen Anordnung eines ersten Elementes in Bezug zu einem zweiten Element ist zu verstehen, dass Drehachsen der beiden Elemente identisch sind.A coaxial arrangement of a first element in relation to a second element means that the axes of rotation of the two elements are identical.

In einem Hybrid-Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ist es dann möglich, dass diese zusammen mit einer weiteren rein elektrisch angetriebenen Achse zum Antrieb einer über die Hybrid-Antriebsvorrichtung angetriebenen Achse eingesetzt wird. Anfahrvorgänge sowie eine Rückwärtsfahrt können dann rein elektrisch mit einer oder auch beiden elektrischen Maschinen, also der der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung und der der weiteren rein elektrisch angetriebenen Achse, realisiert werden. Die Schaltungen innerhalb des Getriebes können für den Fall des Antriebs über den Verbrennungsmotor oder den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine ohne Lastunterbrechung erfolgen, indem die elektrische Maschine in der P3-Anbindung während der Schaltung die Drehzahlen und Drehmomente entsprechend ausgleicht bzw. stützt.In a hybrid vehicle with the hybrid drive device according to the invention, it is then possible for this to be used together with another purely electrically driven axle to drive an axle driven via the hybrid drive device. Starting processes and reversing can then be implemented purely electrically with one or both electrical machines, ie that of the hybrid drive device according to the invention and that of the further purely electrically driven axle. In the case of drive via the internal combustion engine or the internal combustion engine and the electric machine, the shifts within the transmission can take place without load interruption, in that the electric machine in the P3 connection compensates for or supports the speeds and torques accordingly during the shift.

Eine besonders günstige Weiterbildung der Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann dabei vorsehen, dass genau zwei der schaltbaren Radpaarungen jeweils ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad umfassen, während genau zwei weitere der Radpaarungen jeweils ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad umfassen. Bei dem besonders günstigen Aufbau mit zwei Vorgelegewellen ist es dementsprechend vorgesehen, dass die Radpaarungen sich bei den insgesamt genau vier schaltbaren Radpaarungen hälftig auf die beiden vorhandenen Vorgelegewellen aufteilen, um so insbesondere den Bauraum in axialer Richtung zu optimieren.A particularly advantageous development of the hybrid drive device according to the invention can provide that exactly two of the shiftable wheel pairs each comprise a gear wheel arranged coaxially to the first countershaft, while exactly two other wheel pairs each comprise a gear wheel arranged coaxially to the second countershaft. In the particularly favorable design with two countershafts, it is accordingly provided that the wheel pairings of the total of exactly four switchable wheel pairs are divided equally between the two existing countershafts in order to optimize the installation space in the axial direction in particular.

Die elektrische Maschine kann dabei direkt über ein mit ihrer Rotorwelle drehfest verbundenes, also mit der gleichen Drehzahl umlaufendes, Ritzel angebunden werden oder über ein entsprechendes Getriebeelement, welches prinzipiell jede Art von Getriebeelemente wie beispielsweise ein Zwischenrad, ein Zwischengetriebe, ein Kettenantrieb oder dergleichen sein kann, an die erste Radpaarung angebunden sein. Die Anbindung kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung am zweiten Zahnrad der erste Radpaarung, also an dem koaxial zur wenigstens einen Vorgelegewelle des Getriebes angeordneten Zahnrad der ersten Radpaarung erfolgen. Hierdurch ist eine weitere Optimierung hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums möglich.The electric machine can be connected directly via a pinion that is non-rotatably connected to its rotor shaft, i.e. rotating at the same speed, or via a corresponding transmission element, which can in principle be any type of transmission element such as an intermediate wheel, an intermediate gear, a chain drive or the like , be connected to the first pair of wheels. According to a very advantageous embodiment of the hybrid drive device according to the invention, the connection can be made to the second gear wheel of the first wheel pair, ie to the gear wheel of the first wheel pair arranged coaxially with the at least one countershaft of the transmission. As a result, further optimization with regard to the available installation space is possible.

Vorzugsweise kann die elektrische Maschine dabei an der in axialer Richtung von der Trennkupplung aus gesehen letzten Radpaarung angebunden sein, sodass diese sich in axialer Richtung entlang des sehr kompakten Aufbaus des Getriebes erstreckt und in der eingangs geschilderten Art und Weise überlappend zu der Trennkupplung und gemäß den beschriebenen Ausgestaltungen vorzugsweise auch in axialer Richtung überlappend zu dem wenigstens einen Abtriebsrad angeordnet sein.The electrical machine can preferably be connected to the last wheel pair viewed in the axial direction from the separating clutch be so that it extends in the axial direction along the very compact structure of the transmission and in the manner described above overlapping the separating clutch and according to the described configurations preferably also in the axial direction overlapping the at least one driven wheel.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es ferner vorsehen, dass von den drei schaltbaren Radpaarungen ohne die Anbindung der elektrischen Maschine zwei jeweils ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes Festrad und eine der Radpaarungen ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes Losrad aufweisen. Auch hier findet bei insgesamt genau vier schaltbaren Radpaarungen also eine hälftige Aufteilung bezüglich der Räder auf der Eingangswelle statt, sodass zwei der Räder als schaltbare Losräder und zwei der Räder als Festräder ausgebildet sind, wobei eine der Radpaarungen mit dem schaltbaren Losrad auf der Eingangswelle die erste Radpaarung, an welcher die elektrische Maschine angebunden ist, darstellt.Another very advantageous embodiment of the hybrid drive device according to the invention can also provide that of the three shiftable wheel pairs without the connection of the electric machine, two each have a fixed wheel arranged coaxially to the input shaft and one of the wheel pairs has a loose wheel arranged coaxially to the input shaft . Here, too, with a total of exactly four switchable wheel pairs, the wheels on the input shaft are divided equally, so that two of the wheels are designed as switchable idler wheels and two of the wheels are designed as fixed wheels, with one of the wheel pairs with the switchable idler wheel on the input shaft being the first Pair of wheels to which the electrical machine is connected represents.

Eine alternative Möglichkeit hierfür kann es auch vorsehen, dass die drei schaltbaren Radpaarungen ohne die Anbindung der elektrischen Maschine jeweils ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes Festrad aufweisen. Vorzugsweise sind dabei zwei dieser Radpaarungen als eine Doppelradebene ausgebildet. Somit kann in dieser alternativen Ausgestaltung ebenfalls ein kompakter Aufbau erreicht werden, bei denen die Radpaarungen auf der Eingangswelle, und zwar mit Ausnahme der ersten Radpaarung an welche die elektrische Maschine angekoppelt ist, jeweils über Festräder realisiert sind, um im typischerweise zentralen Bereich des Getriebes um die Eingangswelle herum die Losräder und den für ihre Schaltelemente und deren Aktuatorik benötigten Bauraum einzusparen.An alternative possibility for this can also be that the three switchable wheel pairs each have a fixed wheel arranged coaxially to the input shaft without the connection of the electrical machine. Two of these wheel pairs are preferably designed as a double wheel plane. Thus, in this alternative embodiment, a compact structure can also be achieved, in which the wheel pairs on the input shaft, with the exception of the first wheel pair to which the electric machine is coupled, are each realized via fixed wheels in order to rotate in the typically central area of the transmission around the input shaft to save the idler gears and the space required for their switching elements and their actuators.

Eine alternative Weiterbildung der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung kann es nun ferner vorsehen, dass wenigstens zwei Schaltelemente, von denen eines auf der Eingangswelle und eines auf der wenigstens einen Vorgelegewelle angeordnet ist, in einer axialen Ebene angeordnet sind. Eine solche axiale Ebene, welche senkrecht auf der axialen Richtung, und damit auf der Eingangswelle, steht, umfasst also zwei Schaltelemente auf verschiedenen Wellen des Getriebes. Vorzugsweise können diese nun dennoch über einen gemeinsamen Aktuator betätigbar sein, wie es entsprechend der beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung beansprucht ist. Dies hat wiederrum den Vorteil, dass nicht nur benachbart auf einer Welle angeordnete Schaltelemente über lediglich einen Aktuator betätigbar sind, sondern dass auch zum Beispiel zwei Schaltelemente, die koaxial zu benachbarten Wellen und im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene parallel zu einer Radebene angeordnet sind, mittels eines einzigen Aktuators betätigbar sind, wodurch ein optimierter mechanischer Aufbau, welcher dementsprechend weniger Bauraum benötigt, ermöglicht wird.An alternative development of the hybrid drive device according to the invention can now also provide that at least two shifting elements, one of which is arranged on the input shaft and one of which is arranged on the at least one countershaft, are arranged in an axial plane. Such an axial plane, which is perpendicular to the axial direction and thus to the input shaft, thus includes two shifting elements on different shafts of the transmission. Preferably, these can still be actuated via a common actuator, as is claimed according to the described embodiment of the invention. This in turn has the advantage that not only shifting elements arranged adjacent on a shaft can be actuated via just one actuator, but also, for example, two shifting elements, which are arranged coaxially to adjacent shafts and essentially in a common plane parallel to a wheel plane, can be actuated by means of a single actuator can be actuated, whereby an optimized mechanical structure, which accordingly requires less space, is made possible.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt sind.Further advantageous refinements and developments of the hybrid drive device according to the invention also result from the exemplary embodiments, which are illustrated in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 eine erste mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung in einem Aufbau mit zwei Vorgelegewellen;
  • 2 eine zweite mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung in einem Aufbau mit zwei Vorgelegewellen;
  • 3 eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung in einem Aufbau mit zwei Vorgelegewellen; und
  • 4 eine vierte nicht unter den Anspruch 1 fallende Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung in einem Aufbau mit nur einer Vorgelegewelle.
show:
  • 1 a first possible variant of the hybrid drive device according to the invention in a structure with two countershafts;
  • 2 a second possible variant of the hybrid drive device according to the invention in a structure with two countershafts;
  • 3 a third variant of the hybrid drive device according to the invention in a structure with two countershafts; and
  • 4 a fourth variant of the hybrid drive device not falling under claim 1 in a structure with only one countershaft.

In den nachfolgenden Figuren ist schematisch jeweils eine Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 in einem erfindungsgemäßen Aufbau dargestellt. Die Radsatzpläne, welche zur Darstellung des darin verbauten Getriebes dienen, sind dabei weder maßstäblich zu verstehen noch liegen alle Bauteile zwingend in der Blattebene, in der sie dargestellt sind. Auch die Größenordnungen der Komponenten zueinander müssen dabei nicht dem realen Aufbau entsprechen.In the following figures, a hybrid drive device 1 is shown schematically in a structure according to the invention. The wheel set plans, which are used to show the gearbox installed in them, are not to be understood to be to scale, nor are all the components necessarily in the plane of the page in which they are shown. The dimensions of the components in relation to each other do not have to correspond to the real structure.

1 zeigt eine Hybrid-Antriebsvorrichtung, welche einerseits einen Verbrennungsmotor 2 umfasst, von welchem hier nur ein Ausschnitt angedeutet ist. Andererseits ist eine elektrische Maschine 3 vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 2 ist über eine Trennkupplung 4 mit einer Eingangswelle eines Getriebes der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 direkt verbunden. Die direkte Verbindung kann dabei optional eine Einrichtung 6 zur Tilgung und/oder Dämpfung von Drehschwingungen, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, zwischen einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 und der Trennkupplung 4 umfassen, sodass „direkt“ hier in der Art zu verstehen ist, dass keine weiteren Getriebeelemente wie Kupplungen, Übersetzungen oder dergleichen zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 und der Trennkupplung 4 angeordnet sind. 1 shows a hybrid drive device, which on the one hand comprises an internal combustion engine 2, of which only a section is indicated here. On the other hand, an electrical machine 3 is provided. Internal combustion engine 2 is directly connected to an input shaft of a transmission of hybrid drive device 1 via a separating clutch 4 . The direct connection can optionally include a device 6 for absorbing and/or damping torsional vibrations, for example a dual-mass flywheel, between a crankshaft of the internal combustion engine 2 and the separating clutch 4, so that "direct" is to be understood here in such a way that no further transmission elements such as clutches, translations or the like between the crankshaft of the internal combustion engine 2 and the separating clutch 4 are arranged.

In axialer Richtung a der Eingangswelle 5 folgt von der Trennkupplung 4 aus gesehen ein erstes Festrad 7, ein erstes Losrad 9 sowie ein zweites Losrad 10 sowie zwischen diesen beiden Losrädern 9, 10 eine Schalteinrichtung 11, mit denen die Losräder 9, 10 jeweils drehfest mit der Eingangswelle 5 verbunden werden können, wobei drehfest im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die so verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl umlaufen. In axialer Richtung a folgt dann noch ein zweites Festrad 8.In the axial direction a of the input shaft 5, seen from the separating clutch 4, follows a first fixed gear 7, a first idler gear 9 and a second idler gear 10, and between these two idler gears 9, 10 a switching device 11, with which the idler gears 9, 10 are each rotatably connected of the input shaft 5 can be connected, with non-rotatable means within the meaning of the invention that the elements connected in this way rotate at the same speed. A second fixed wheel 8 then follows in the axial direction a.

Jeweils parallel zu der Eingangswelle 5 sind zwei Vorgelegewellen 12, 13 angeordnet. Beide Vorgelegewellen 12, 13 weisen jeweils ein Abtriebsrad 14, 15 auf, welche ihrerseits vorzugsweise mit einem hier nicht dargestellten Differential direkt oder über wenigstens ein zwischengeordnetes Getriebeelement kämmen. Besonders vorteilhaft sind hier die Abtriebsräder 14, 15 in einer gemeinsamen axialen Ebene mit der Trennkupplung 4 angeordnet.Two countershafts 12, 13 are arranged parallel to the input shaft 5 in each case. Both countershafts 12, 13 each have a driven gear 14, 15, which in turn preferably mesh with a differential, not shown here, directly or via at least one intermediate gear element. Here, the output gears 14, 15 are arranged in a common axial plane with the separating clutch 4 in a particularly advantageous manner.

Das zweite Losrad 10, welches in axialer Richtung a aus Blickrichtung der Trennkupplung 4 entlang der Eingangswelle 5 das vorletzte Zahnrad darstellt, bildet mit einem Losrad 16 auf der ersten Vorgelegewelle 12 eine erste Radpaarung 17 aus. Das erste Losrad 9 koaxial zur Eingangswelle 5 bildet mit einem Festrad 18 auf der ersten Vorgelegewelle 12 eine zweite Radpaarung 19 aus. Das zweite Festrad 8 auf der Eingangswelle 5 bildet mit einem Losrad 20 auf der zweiten Vorgelegewelle 13 eine dritte Radpaarung aus, während das erste Festrad 7 auf der Eingangswelle 5 mit einem Losrad 22 auf der zweiten Vorgelegewelle 13 eine vierte Radpaarung 23 ausbildet. Die beiden Losräder 20 und 22 sind dabei benachbart in axialer Richtung a auf der zweiten Vorgelegewelle 13 angeordnet und können über ein Schaltelement 29 wechselweise jeweils mit der zweiten Vorgelegewelle 13 verbunden werden. Das Schaltelement 29 ist also als Doppelschaltelement ausgebildet. Ein weiteres Schaltelement 28 ist auf der ersten Vorgelegewelle 12 so angeordnet, dass über dieses Schaltelement 28 das Losrad 16 als zweites Zahnrad der ersten Radpaarung 17 mit der ersten Vorgelegewelle 12 verbunden werden kann.The second loose wheel 10 , which is the penultimate gear wheel in the axial direction a when viewed from the separating clutch 4 along the input shaft 5 , forms a first wheel pair 17 with a loose wheel 16 on the first countershaft 12 . The first loose wheel 9 coaxially to the input shaft 5 forms a second wheel pair 19 with a fixed wheel 18 on the first countershaft 12 . The second fixed wheel 8 on the input shaft 5 forms a third wheel pair with a loose wheel 20 on the second countershaft 13, while the first fixed wheel 7 on the input shaft 5 forms a fourth wheel pair 23 with a loose wheel 22 on the second countershaft 13. The two idler gears 20 and 22 are arranged adjacently in the axial direction a on the second countershaft 13 and can be alternately connected to the second countershaft 13 via a switching element 29 . The switching element 29 is therefore designed as a double switching element. A further switching element 28 is arranged on the first countershaft 12 in such a way that the loose wheel 16 as the second gear of the first wheel pair 17 can be connected to the first countershaft 12 via this switching element 28 .

Die Anbindung der elektrischen Maschine 3 erfolgt über ein Ritzel 31, welches drehfest mit einer Rotorwelle 32 der elektrischen Maschine verbunden ist, an der ersten Radpaarung 17. Damit kann Drehmoment von der elektrischen Maschine 3 in das Getriebe eingeleitet werden. Je nach Stellung der Schaltelemente 11, 28 lässt sich dabei eine sogenannte P2-Anbindung realisieren, bei welcher die elektrische Maschine 3 über das Ritzel 31 und das lose auf der ersten Vorgelegewelle 12 umlaufende Losrad 16 der ersten Radpaarung und das mit der Eingangswelle 5 über das Schaltelement 11 gekuppelten Losrad 10 auf die Eingangswelle 5, und zwar auf der dem Verbrennungsmotor 2 abgewandten Seite der Trennkupplung 4, wirkt. Je nach Schaltstellung innerhalb des Getriebes erfolgt dann der Abtrieb über die erste Vorgelegewelle12 und deren Abtriebsrad 14 oder die zweite Vorgelegewelle 13 und deren Abtriebsrad 15. Alternativ dazu wird der Aufbau zu einer sogenannten P3-Anbindung umgeschaltet, in dem bei geöffnetem Schaltelement 11 und dementsprechend auf der Eingangswelle 5 umlaufendem Losrad 10 und mit der ersten Vorgelegewelle 12 über das Schaltelement 28 gekoppeltem Losrad 16 der ersten Radpaarung 17 die erste Vorgelegewelle 12 und damit ihr Abtriebsrad 14 direkt angetrieben wird.The electrical machine 3 is connected via a pinion 31, which is non-rotatably connected to a rotor shaft 32 of the electrical machine, on the first pair of wheels 17. Torque can thus be introduced from the electrical machine 3 into the transmission. Depending on the position of the switching elements 11, 28, a so-called P2 connection can be implemented, in which the electric machine 3 via the pinion 31 and the idler wheel 16 of the first wheel pair rotating loosely on the first countershaft 12 and that connected to the input shaft 5 via the Switching element 11 coupled idler gear 10 on the input shaft 5, on the side facing away from the internal combustion engine 2 of the separating clutch 4, acts. Depending on the shift position within the transmission, the output then takes place via the first countershaft 12 and its output gear 14 or the second countershaft 13 and its output gear 15 the input shaft 5 rotating loose wheel 10 and coupled to the first countershaft 12 via the switching element 28 loose wheel 16 of the first wheel pair 17, the first countershaft 12 and thus its output gear 14 is driven directly.

Das Getriebe der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 kann dabei beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es als Vierganggetriebe ohne mechanischen Rückwärtsgang genutzt wird. Dabei kann über die erste Radpaarung 17 die erste Gangstufe realisiert werden und über die zweite Radpaarung 19 die zweite Gangstufe. Die dritte Radpaarung 21 schaltet dementsprechend die dritte Gangstufe und die vierte Radpaarung 23 die vierte Gangstufe.The transmission of the hybrid drive device 1 can, for example, be designed in such a way that it is used as a four-speed transmission without a mechanical reverse gear. The first gear can be realized via the first pair of wheels 17 and the second gear can be realized via the second pair of wheels 19 . Accordingly, the third pair of wheels 21 switches to the third gear and the fourth pair of wheels 23 to the fourth gear.

Die elektrische Maschine 3 ist, wie auch in den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4, in axialer Richtung überlappend zu der Trennkupplung 4 angeordnet. Die elektrische Maschine 3 ist auch axial überlappend zu den Antriebsrädern 14, 15 der Vorgelegewellen 12, 13 angeordnet. Dies ermöglicht einen außerordentlich kompakten Aufbau, bei dem die elektrische Maschine 3 durch die Anbindung an die letzte oder gegebenenfalls auch vorletzte Radebene in axialer Richtung von der Trennkupplung 4 aus gesehen und ihre gleichzeitige axiale Überlappung der Trennkupplung 4, also ein Hineinragen in die Radebene der Trennkupplung 4 und insbesondere der Abtriebsräder 14,15, einen außerordentlich kompakten Aufbau gewährleistet.The electrical machine 3 is, as well as in the embodiments of 2 until 4 , arranged overlapping to the separating clutch 4 in the axial direction. The electric machine 3 is also arranged in an axially overlapping manner with respect to the drive wheels 14, 15 of the countershafts 12, 13. This enables an extraordinarily compact design, in which the electric machine 3 is connected to the last or possibly penultimate wheel plane in the axial direction as seen from the separating clutch 4 and its simultaneous axial overlapping of the separating clutch 4, i.e. protruding into the wheel plane of the separating clutch 4 and in particular the driven gears 14,15, ensures an extremely compact structure.

In der Darstellung der 2 ist eine alternative Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 gemäß 1 dargestellt. Der einzige Unterscheid besteht darin, dass das Schaltelement 28, welches in der Darstellung der 1 in einer axialen Ebene mit der dritten Radpaarung 21 angeordnet war, nun quasi an der ihm zugeordneten ersten Radebene 17 gespiegelt ist und jetzt zwischen dem Losrad 16 und dem Festrad 18 auf der ersten Vorgelegewelle 12 liegt. Da in diesem Bereich das Schaltelement 11 angeordnet ist, entsteht hierdurch in axialer Richtung kein Unterschied bezüglich des Bauraums, da die axiale Ebene mit dem Schaltelement 11 ohnehin benötigt wird, und somit ergänzend auch das Schaltelement 28 mit aufnehmen kann. Ansonsten ist der Aufbau der Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß 2 identisch zu dem in 1.In the representation of 2 is an alternative variant of the hybrid drive device 1 according to 1 shown. The only difference is that the switching element 28, which is shown in the 1 was arranged in an axial plane with the third pair of wheels 21, is now more or less mirrored on the first wheel plane 17 assigned to it and now lies between the loose wheel 16 and the fixed wheel 18 on the first countershaft 12. Since the switching element 11 is arranged in this area, there is no difference in terms of installation space in the axial direction, since the axial plane with the switching element 11 is required anyway and can therefore also additionally accommodate the switching element 28 . Otherwise, the structure of the hybrid drive device according to 2 identical to the in 1 .

In der Darstellung der 3 ist der Aufbau nun dahingehend variiert, dass die zweite Radpaarung 19 statt durch das erste Losrad 9 auf der Eingangswelle 5 und das Festrad 18 auf der ersten Vorgelegewelle 12 nun durch das Festrad 7 auf der Eingangswelle 5 und ein Losrad 34 auf der ersten Vorgelegewelle 12 ausgebildet wird. Ein Schaltelement 35 für dieses Losrad 34 liegt dann in derselben axialen Ebene wie das nun zu einem Einfach-Schaltelement reduzierte Schaltelement 11 des Losrads 10 der ersten Radpaarung 17. In der Darstellung der 3 ist das Schaltelement 28 wiederrum analog zur Darstellung in 2 angeordnet. Insgesamt entsteht so ein Aufbau, welcher gegenüber den Varianten der 1 und 2 eine axiale Ebene einspart und deshalb in axialer Richtung a noch kompakter realisiert werden kann. Prinzipiell wäre es auch hier denkbar, auch wenn dies nicht dargestellt ist, das Schaltelement 28 wiederrum an der axialen Ebene der ersten Radpaarung 17 entsprechend zu spiegeln und so zusammen mit dem Schaltelement 35 entsprechend als Doppelschaltelement auszubilden.In the representation of 3 the structure is now varied in such a way that the second wheel pair 19 is now formed by the fixed wheel 7 on the input shaft 5 and a loose wheel 34 on the first countershaft 12 instead of the first idler wheel 9 on the input shaft 5 and the fixed wheel 18 on the first countershaft 12 will. A switching element 35 for this loose wheel 34 then lies in the same axial plane as the switching element 11 of the loose wheel 10 of the first wheel pair 17, which is now reduced to a single switching element 3 the switching element 28 is in turn analogous to the representation in FIG 2 arranged. Overall, this creates a structure which compared to the variants of the 1 and 2 saves an axial plane and can therefore be implemented in an even more compact manner in the axial direction a. In principle, it would also be conceivable here, even if this is not shown, to mirror the shifting element 28 accordingly on the axial plane of the first pair of wheels 17 and thus to design it together with the shifting element 35 as a double shifting element.

Die einzelnen Gangstufen sind dabei analog zu denen der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 gemäß den 1 und 2 möglich, wobei selbstverständlich auch Varianten möglich sind, sodass beispielsweise der vierte Gang von der dritten Radpaarung 21 und der dritte Gang entsprechend von der vierten Radpaarung 24 realisiert wird. Selbstverständlich wären auch weitere Varianten denkbar. So kann beispielsweise die zweite Radpaarung 19 die dritte Gangstufe, die dritte Radpaarung 21 die zweite Gangstufe und die vierte Radpaarung wiederrum die vierte Gangstufe ausbilden.The individual gears are analogous to those of the hybrid drive device 1 according to the 1 and 2 possible, although of course variants are also possible, so that, for example, the fourth gear is realized by the third pair of wheels 21 and the third gear accordingly by the fourth pair of wheels 24 . Other variants would of course also be conceivable. For example, the second pair of wheels 19 can form the third gear, the third pair of wheels 21 the second gear and the fourth pair of wheels can in turn form the fourth gear.

Wird wie dargestellt auf die optional angedeutete Ausgestaltung der Schaltelemente 28 und 35 als Doppelschaltelement verzichtet, so können die beiden Einzelschaltelemente 11 und 35, welche nun ja in einer einzigen axialen Ebene angeordnet sind, über einen einzigen Aktuator geschaltet werden, was ein weiterer Vorteil hinsichtlich des für die Aktuatorik benötigten Bauraums ist.If, as shown, the optionally indicated design of the switching elements 28 and 35 as a double switching element is omitted, the two individual switching elements 11 and 35, which are now arranged in a single axial plane, can be switched via a single actuator, which is a further advantage with regard to the is the space required for the actuators.

Ferner ist es so, dass das Doppelschaltelement 29 hier wieder wie bei der Ausgestaltung gemäß den 1 und 2 in derselben axialen Ebene wie die erste Radpaarung liegt. Auch hier wäre es, wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen, möglich, dieses in die axiale Ebene des Schaltelements 11 zu verschieben, was ohne weiteres möglich ist und den Bauraum der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 in axialer Richtung a nicht verlängern würde.Furthermore, it is the case that the double switching element 29 here again as in the embodiment according to FIG 1 and 2 lies in the same axial plane as the first pair of wheels. As in the previously described configurations, it would also be possible here to move this into the axial plane of the switching element 11, which is easily possible and would not lengthen the installation space of the hybrid drive device 1 in the axial direction a.

In der Darstellung der 4 ist eine weitere nicht unter den Anspruch 1 fallende Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung 101 zu erkennen. In diesem Fall sind alle auf einer Eingangswelle 105 angeordneten Zahnräder als Losräder ausgebildet. Von einer einer Trennkupplung 104 abgewandten Seite in axialer Richtung a aus gesehen, ist es ein Losrad 110, welches zusammen mit einem Losrad 116, dem einzigen Losrad auf einer nunmehr einzigen ersten Vorgelegewelle 112 eine erste Radpaarung 117 ausbildet. Eine zweite Radpaarung 119 wird durch ein erstes Losrad 109, koaxial angeordnet zu der Eingangswelle 105, und ein Festrad 118, koaxial angeordnet zu der ersten Vorgelegewelle 12, ausgebildet. Die beiden Losräder 109, 110 sind analog zur Darstellung in den 1 und 2 wiederrum über ein als Doppelschaltelement ausgebildetes Schaltelement 111 mit der Eingangswelle 105 drehfest verbindbar. Zwei weitere Radpaarungen, eine dritte Radpaarung 121 und eine vierte Radpaarung 123, werden nun ebenfalls über auf der Eingangswelle 105 angeordnete Losräder 120 und 122 ausgebildet. Das Losrad 120 bildet dabei mit einem Festrad 136 auf der ersten Vorgelegewelle 112 die dritte Radpaarung 21 aus, das Losrad 122 bildet mit einem Festrad 139 auf der ersten Vorgelegewelle 112 die vierte Radpaarung 123 aus. Die beiden Losräder 122, 120 sind wiederrum über ein Doppelschaltelement 129 in der aus 1 bis 3 bekannten Art und Weise, welche dort jedoch auf einer der Vorgelegewellen realisiert war, schaltbar, dieses Mal jedoch auf der Eingangswelle 105. Das Doppelschaltelement 129 ist hier koaxial zu der Eingangswelle 105 angeordnet. Auch dieser Aufbau lässt sich außerordentlich einfach und kompakt in axialer Richtung a realisieren und verfügt anders als die anderen Aufbauten durch den Einsatz lediglich einer einzigen Vorgelegewelle 112 auch in radialer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung a über einen kompakten Aufbau, welcher also auch eine relativ geringe radiale Ausdehnung der gesamten Hybrid-Antriebsvorrichtung mit die Trennkupplung 104 und ein Abtriebsrad 114 überlappender elektrischen Maschine 103 ermöglicht.In the representation of 4 a further variant of the hybrid drive device 101 according to the invention that does not fall under claim 1 can be seen. In this case, all of the gears arranged on an input shaft 105 are configured as idler gears. Seen from a side facing away from a separating clutch 104 in the axial direction a, it is a loose wheel 110 which, together with a loose wheel 116, the only loose wheel on what is now a single first countershaft 112, forms a first pair of wheels 117. A second pair of wheels 119 is formed by a first loose wheel 109, arranged coaxially to the input shaft 105, and a fixed wheel 118, arranged coaxially to the first countershaft 12. The two loose wheels 109, 110 are analogous to the representation in FIGS 1 and 2 in turn can be connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 105 via a shifting element 111 designed as a double shifting element. Two further pairs of wheels, a third pair of wheels 121 and a fourth pair of wheels 123 , are now likewise formed via loose wheels 120 and 122 arranged on the input shaft 105 . The idler wheel 120 forms the third wheel pair 21 with a fixed wheel 136 on the first countershaft 112 , the idler wheel 122 forms the fourth wheel pair 123 with a fixed wheel 139 on the first countershaft 112 . The two loose wheels 122, 120 are in turn via a double switching element 129 in the off 1 until 3 known manner, which was implemented there on one of the countershafts, switchable, but this time on the input shaft 105. The double switching element 129 is arranged coaxially to the input shaft 105 here. This structure can also be implemented in an extremely simple and compact manner in the axial direction a and, unlike the other structures, has a compact structure in the radial direction perpendicular to the axial direction a due to the use of only a single countershaft 112, which is also relatively small radial expansion of the entire hybrid drive device with the separating clutch 104 and a driven wheel 114 overlapping electrical machine 103 allows.

Alle Varianten der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 gemäß den 1 bis 4 erlauben es dabei vier Gänge ohne einen mechanischen Rückwärtsgang zu realisieren. Die Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 kann vorzugsweise zum Antrieb einer ersten angetriebenen Achse eines Fahrzeugs eingesetzt werden, bei welchem eine zweite angetriebene Achse rein elektrisch angetrieben ist. Das Fahrzeug könnte dann prinzipiell über weitere angetriebene oder nicht angetriebene Achsen verfügen, wobei der Aufbau als Pkw typischerweise zwei Achsen vorsieht. Ein solcher Hybrid-Pkw ist dabei der bevorzugte, nicht jedoch ausschließliche Einsatzzweck der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1.All variants of the hybrid drive device 1 according to the 1 until 4 allow four gears to be realized without a mechanical reverse gear. The hybrid drive device 1 can preferably be used to drive a first driven axle of a vehicle in which a second driven axle is driven purely electrically. In principle, the vehicle could then have additional driven or non-driven axles, with the structure as a passenger car typically providing two axles. Such a hybrid car is the preferred, but not the exclusive, purpose of use for the hybrid drive device 1.

Claims (8)

Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) mit einem Verbrennungsmotor (2), einer elektrischen Maschine (3) und einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (5) und eine erste Vorgelegewelle (12) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) direkt koppelbar ist, wobei zumindest drei schaltbare Radpaarungen (17, 19, 21, 23) mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle (5, 105) angeordnetem Zahnrad (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, wobei eine erste Radpaarung (17) der Radpaarungen (17, 19, 21, 23) ein als Losrad (10) ausgebildetes und koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Zahnrad und ein als Losrad (16) ausgebildetes und koaxial zu der Vorgelegewelle (12) angeordnetes zweites Zahnrad aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) derart an die erste Radpaarung (17) angebunden ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine über die erste Radpaarung (17) in das Getriebe eingeleitet werden können, und wobei die erste Radpaarung (17) in axialer Richtung (a) und von der Trennkupplung (4) aus gesehen in einer letzten oder vorletzten Radebene angeordnet ist wobei die elektrische Maschine (3) axial überlappend zu der Trennkupplung (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier schaltbare Radpaarungen (17, 19, 21, 23) mit jeweils einem koaxial zur Eingangswelle (5) angeordneten Zahnrad (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, wobei die erste Vorgelegewelle (12) und eine zweite Vorgelegewelle (13) mit jeweils einem Abtriebsrad (14, 15) vorgesehen sind, wobei die Trennkupplung (4) und die zwei Abtriebsräder (14, 15) axial überlappend angeordnet sind. Hybrid drive device (1) with an internal combustion engine (2), an electric machine (3) and a transmission, the transmission having an input shaft (5) and a first countershaft (12), the internal combustion engine (2) being able to be coupled directly to the input shaft (5) via a separating clutch (4), with at least three shiftable wheel pairs (17 , 19, 21, 23) are provided, each with a gear wheel (7, 8, 9, 10) arranged coaxially to the input shaft (5, 105), with a first wheel pair (17) of the wheel pairs (17, 19, 21, 23 ) has a first gear designed as a loose wheel (10) and arranged coaxially with the input shaft (5) and a second gear designed as a loose wheel (16) and arranged coaxially with the countershaft (12), the electrical machine (3) being connected to the first pair of wheels (17) is connected, that torques, starting from the electrical machine via the first pair of wheels (17), can be introduced into the transmission, and wherein the first pair of wheels (17) moves in the axial direction (a) and from the separating clutch (4 ) seen in a let zth or penultimate wheel plane is arranged, the electric machine (3) being arranged so that it overlaps axially with respect to the separating clutch (4), characterized in that exactly four switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23), each with a coaxial to the input shaft (5) arranged gear (7, 8, 9, 10), wherein the first countershaft (12) and a second countershaft (13) are each provided with a driven wheel (14, 15), wherein the separating clutch (4) and the two driven wheels (14, 15) are arranged in an axially overlapping manner. Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) derart an die erste Radpaarung (17) angebunden ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine (3) am zweiten Zahnrad der ersten Radpaarung (17) in die erste Radpaarung (17) einleitbar sind.Hybrid drive device (1) after claim 1 , characterized in that the electrical machine (3) is connected to the first pair of wheels (17) in such a way that torques, starting from the electrical machine (3) on the second gear wheel of the first pair of wheels (17), can be introduced into the first pair of wheels (17). are. Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) an der in axialer Richtung und von der Trennkupplung (4) aus gesehen vorletzten Radpaarung angebunden ist.Hybrid drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (3) is connected to the penultimate pair of wheels in the axial direction and seen from the separating clutch (4). Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Radpaarungen (17, 19) der vier schaltbaren Radpaarungen (17, 19, 21, 23) jeweils ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (12) angeordnetes Rad (16, 18, 34) umfassen, und genau zwei weitere Radpaarungen (21, 23) der vier schaltbaren Radpaarungen (17, 19, 21, 23) jeweils ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle (13) angeordnetes Rad (20, 22) umfassen.Hybrid drive device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that exactly two wheel pairs (17, 19) of the four switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23) each comprise a wheel (16, 18, 34) arranged coaxially with the first countershaft (12), and exactly two further wheel pairs (21, 23) of the four switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23) each comprise a wheel (20, 22) arranged coaxially to the second countershaft (13). Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den drei schaltbaren Radpaarungen (17, 19, 21, 23) mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetem Zahnrad (7, 8, 9, 10) mindestens zwei Radpaarungen (21, 23) jeweils ein koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes Festrad (7, 8) aufweisen.Hybrid drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that of the three shiftable pairs of wheels (17, 19, 21, 23) each having a gear wheel (7, 8, 9, 10 ) at least two pairs of wheels (21, 23) each having a fixed wheel (7, 8) arranged coaxially to the input shaft (5). Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass drei Radpaarungen (19, 21, 23) der vier schaltbaren Radpaarungen (17, 19, 21, 23) jeweils ein koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes Festrad aufweisen, wobei zwei dieser Radpaarungen (19, 23) eine Doppelradebene ausbilden.Hybrid drive device (1) after claim 4 , characterized in that three wheel pairs (19, 21, 23) of the four switchable wheel pairs (17, 19, 21, 23) each have a fixed wheel arranged coaxially to the input shaft (5), two of these wheel pairs (19, 23) having a Train double wheel level. Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnete schaltbare Losräder (9, 10) axial benachbart zueinander angeordnet sind.Hybrid drive device (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that two switchable loose wheels (9, 10) arranged coaxially to the input shaft (5) are arranged axially adjacent to one another. Hybrid-Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Schaltelemente (11, 35), von denen eines koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnet ist und eines koaxial zu der wenigstens einen Vorgelegewelle (12) angeordnet ist, welche in einer axialen Ebene angeordnet sind, und vorzugsweise über einen gemeinsamen Aktuator betätigbar sind.Hybrid drive device (1) after claim 6 , characterized by at least two switching elements (11, 35), one of which is arranged coaxially with the input shaft (5) and one is arranged coaxially with the at least one countershaft (12), which are arranged in an axial plane, and preferably via a common actuator can be actuated.
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