DE102020104791A1 - Getriebebaugruppe und Antriebseinheit - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Getriebebaugruppe (24) beschrieben, die eine erste Getriebeeingangswelle (32) und eine zweite Getriebeeingangswelle (38) umfasst. Dabei sind die erste Getriebeeingangswelle (32) und die zweite Getriebeeingangswelle (38) drehmomentleitend mit einem ersten Planetengetriebe (30) gekoppelt. Ferner ist eine Getriebeausgangswelle (82) der Getriebebaugruppe (24) drehmomentleitend mit einem zweiten Planetengetriebe (76) gekoppelt. Im Leistungsfluss ist zwischen dem ersten Planetengetriebe (30) und dem zweiten Planetengetriebe (76) ein erstes Stirnradgetriebe (52) angeordnet. Zudem wird eine Antriebseinheit (10) zum Antreiben einer ersten Fahrzeugachse (12) vorgestellt, die eine solche Getriebebaugruppe (24) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, mit einer ersten Getriebeeingangswelle der Getriebebaugruppe, die mit einem Verbrennungsmotor koppelbar ist, und einer zweiten Getriebeeingangswelle der Getriebebaugruppe, die mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine koppelbar ist. Ferner ist eine Getriebeausgangswelle der Getriebebaugruppe vorgesehen.
- Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit zum Antreiben einer ersten Fahrzeugachse, wobei die Antriebseinheit eine solche Getriebebaugruppe umfasst. Ferner ist ein Verbrennungsmotor vorgesehen, der mit der ersten Getriebeeingangswelle drehmomentleitend gekoppelt ist, und eine erste elektrische Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle drehmomentleitend gekoppelt ist.
- Solche Getriebebaugruppen und damit ausgestattete Antriebseinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt.
- Für den Fall, dass die Getriebebaugruppe speziell auf eine Anwendung in einem Hybrid-Antriebsstrang oder in einer Hybrid-Antriebseinheit ausgebildet ist, spricht man auch von DHT oder DH-Getrieben (englisch: Dedicated Hybrid Transmission, Abkürzung: DHT). Hybrid-Antriebsstränge oder Hybrid-Antriebseinheiten sind dabei Antriebsstränge bzw. Antriebseinheiten, die zwei voneinander unabhängige Antriebsmotoren nutzen, z. B. einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Antriebsmaschine. Derartige Getriebebaugruppen müssen besonders kompakt aufgebaut sein, um gegenüber herkömmlichen Getriebebaugruppen zusätzlichen Bauraum für die elektrische Antriebsmaschine zu schaffen.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art bereitzustellen, die besonders kompakt aufgebaut ist. Gleichzeitig soll mittels der Getriebebaugruppe eine gewisse Anzahl an Schaltstufen oder Gänge realisierbar sein, sodass eine mit der Getriebebaugruppe ausgestattete Antriebseinheit effizient und komfortabel betrieben werden kann.
- Die Aufgabe wird durch eine Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, die ein erstes Planetengetriebe, ein zweites Planetengetriebe und ein erstes Stirnradgetriebe aufweist. Dabei sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle drehmomentleitend mit dem ersten Planetengetriebe gekoppelt. Ferner ist die Getriebeausgangswelle drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe gekoppelt. Außerdem ist das erste Stirnradgetriebe im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetengetriebe und dem zweiten Planetengetriebe angeordnet. Die Planetengetriebe können als Summengetriebe genutzt werden. Alternativ können sie als Standgetriebe ausgeführt sein oder im verblockten Zustand verwendet werden. Das im Leistungsfluss dazwischen liegende Stirnradgetriebe ist vergleichsweise einfach aufgebaut und kann in bekannter Weise als schaltbares Getriebe ausgeführt sein. Das ist einfacher, als ein Planetengetriebe schaltbar zu gestalten. Die Getriebebaugruppe ist somit insgesamt einfach und kostengünstig aufgebaut. Gleichzeitig beansprucht sie nur einen vergleichsweise kleinen Bauraum.
- Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Getriebebaugruppe zu schaffen, bei der als Summengetriebe Planetengetriebe genutzt werden und eine Mehrzahl an Schaltstufen durch ein mit den Planetengetrieben antriebsmäßig gekoppeltes Stirnradgetriebe bereitgestellt wird. Es wird somit jedes Getriebe für genau diejenige Aufgabe verwendet, für die es besonders gut geeignet ist. Planetengetriebe eignen sich sehr gut als Summengetriebe. Dabei ist es vergleichsweise aufwendig, mittels Planetengetrieben verschiedene Schaltstufen bereitzustellen. Bei Stirnradgetrieben verhält es sich genau anders herum. Mittels Stirnradgetrieben können auf einfache Art und Weise Schaltstufen bereitgestellt werden. Allerding eignen sich Stirnradgetriebe weniger gut als Summengetriebe. Es werden somit die Vorteile von Planetengetrieben und Stirnradgetrieben kombiniert.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Getriebeeingangswelle mit einem Hohlrad oder mit einem Planetenträger des ersten Planetengetriebes drehmomentleitend gekoppelt. Insbesondere ist die erste Getriebeeingangswelle drehfest mit dem Hohlrad oder mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle ist somit auf strukturell einfache Weise dem ersten Planetengetriebe gekoppelt. Ferner beansprucht eine derartige Kopplung nur wenig Bauraum.
- Die zweite Getriebeeingangswelle kann mit einem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes drehmomentleitend gekoppelt sein. Insbesondere ist die zweite Getriebeeingangswelle drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes verbunden. Damit ist auch die zweite Getriebeeingangswelle auf strukturell einfache Weise mit dem ersten Planetengetriebe gekoppelt. Zudem ist eine solche Kopplung kompakt.
- In einer Variante ist die zweite Getriebeeingangswelle mittels eines ersten Schaltelements wahlweise mit einem Hohlrad des ersten Planetengetriebes drehfest koppelbar. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Getriebeeingangswelle mittels eines zweiten Schaltelements wahlweise mit einem Getriebegehäuse drehfest koppelbar. Die zweite Getriebeeingangswelle kann also gleichzeitig mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes gekoppelt sein. Dann ist das erste Planetengetriebe verblockt. Wenn die zweite Getriebeeingangswelle mit dem Getriebegehäuse drehfest gekoppelt ist, dient diese lediglich dazu, ein über die erste Getriebeeingangswelle ins erste Planetengetriebe eingeleitete Drehmoment abzustützen. Mittels des ersten Planetengetriebes können somit flexibel Drehmomente, die über die erste Getriebeeingangswelle und/oder die zweite Getriebeeingangswelle in die Getriebebaugruppe eingeleitet werden, summiert werden.
- In diesem Zusammenhang können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als sogenanntes Doppelschaltelement ausgeführt sein. Es liegt dann insgesamt nur ein einziges Schaltelement vor, das bei einer Betätigung in eine erste Schaltrichtung die Getriebeeingangswelle mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes drehfest koppelt und bei einer Betätigung in eine zweite, der ersten Schaltrichtung entgegengesetzte Schaltrichtung die zweite Getriebeeingangswelle mit dem Getriebegehäuse drehfest koppelt.
- Das erste Planetengetriebe kann ferner über ein Umschlingungsgetriebe drehmomentleitend mit dem ersten Stirnradgetriebe verbunden sein, um Drehmoment ins erste Stirnradgetriebe einzuleiten. Das erste Planetengetriebe und das erste Stirnradgetriebe sind somit auf effiziente Weise drehmomentleitend verbunden. Dabei bewirkt das Umschlingungsgetriebe eine gewisse räumliche Flexibilität in der Anordnung des ersten Stirnradgetriebes relativ zum ersten Planetengetriebe. Die Getriebebaugruppe kann folglich flexibel an vorhandene Bauräume innerhalb eines Fahrzeugs angepasst werden. Zudem bewirkt ein Umschlingungsgetriebe zumindest eine gewisse Entkopplung des ersten Planetengetriebes vom ersten Stirnradgetriebe hinsichtlich axial wirkender Antriebseinflüsse.
- Bevorzugt ist das Umschlingungsgetriebe als Kettentrieb ausgeführt. Dabei wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Zahnkettentrieb verwendet, der lediglich mit zwei Gleitschienen versehen ist, also ohne Spannelemente auskommt. Solche Umschlingungsgetriebe haben eine hohe Lebensdauer und arbeiten vergleichsweise reibungsarm.
- Ein Umschlingungsgetriebe kann alternativ auch als Zugmitteltrieb oder Zugmittelgetriebe bezeichnet werden. Die Begriffe Umschlingungsgetriebe, Zugmitteltrieb und Zugmittelgetriebe sind dabei Synonyme. Dabei versteht es sich, dass jedes Umschlingungsgetriebe auch durch ein gleich wirkendes Zahnradgetriebe ersetzt werden kann. Dieses umfasst zum Beispiel drei Stirn-Zahnräder, sodass im Vergleich zum Umschlingungsgetriebe die Drehrichtungen am Antrieb und am Abtrieb beibehalten werden. Zudem ist ein Zahnradgetriebe, das mehrere vergleichsweise kleine Zahnräder nutzt hinsichtlich des beanspruchten Bauraums vorteilhaft.
- Auch kann ein Planetenträger oder ein Hohlrad des ersten Planetengetriebes über das Umschlingungsgetriebe drehmomentleitend mit einer Eingangswelle des ersten Stirnradgetriebes gekoppelt sein. Folglich lässt sich einfach und zuverlässig Drehmoment ins Stirnradgetriebe einleiten.
- Bevorzugt weist das erste Stirnradgetriebe zumindest zwei schaltbare Stirnradstufen auf. Auf diese Weise ist die Getriebebaugruppe insgesamt schaltbar. Durch zwei schaltbare Stirnradstufen lassen sich folglich zwei Gänge realisieren, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Bevorzugte Getriebebaugruppen weisen vier, fünf oder sechs Gänge mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf.
- Im strukturell einfachsten Fall entspricht dabei die Anzahl an Gängen der Anzahl an schaltbaren Stirnradstufen. Es muss somit für jede schaltbare Stirnradstufe ein Schaltelement vorgesehen sein. Alternativ können Paare an schaltbaren Stirnradstufen auch mittels eines gemeinsamen, als Doppelschaltelement ausgeführten Schaltelements betätigt werden. Folglich lässt sich die Getriebebaugruppe effizient und komfortabel betreiben.
- Das erste Stirnradgetriebe kann in diesem Zusammenhang ausschließlich formschlüssige Schaltelemente aufweisen.
- Gemäß einer Alternative ist eine Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes drehmomentleitend mit einem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt. Insbesondere ist die Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt. Es lässt sich somit effizient und zuverlässig Drehmoment ins zweite Planetengetriebe einleiten. Ferner bewirkt diese Kopplung einen kompakten Aufbau.
- Das zweite Planetengetriebe kann als Standgetriebe ausgeführt sein. Dafür gibt es mehrere Varianten, die je nach geforderter Drehrichtung ausgewählt werden können. In einer ersten Variante stellt das Sonnenrad den Antrieb des zweiten Planetenradgetriebes dar und der Planetenträger ist gehäusefest. Dann wirkt das Hohlrad als Abtrieb. In einer zweiten Variante dient ebenfalls das Sonnenrad als Antrieb. Allerding ist nun das Hohlrad gehäusefixiert. Dann dient der Planetenträger als Abtrieb. Bei jeder der genannten Varianten können die Übersetzungen entsprechend den Erfordernissen des Anwendungsfalls angepasst werden.
- Eine Variante sieht vor, dass eine Eingangswelle des ersten Stirnradgetriebes und eine Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes im Wesentlichen parallel verlaufen. Das Stirnradgetriebe umfasst dann bevorzugt mehrere Stirnradstufen, die jeweils ein Zahnrad umfassen, das auf der Eingangswelle angeordnet ist, und ein mit diesem kämmendes Zahnrad, das auf der Ausgangswelle angeordnet ist. Bevorzugt ist dabei jeweils ein Zahnrad einer Stirnradstufe als Festrad ausgeführt und das jeweils andere als Losrad. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle können somit über eine der schaltbaren Stirnradstufen drehmomentleitend gekoppelt sein. Ein solcher Aufbau ist besonders einfach und kostensparend.
- Eine Eingangswelle des ersten Stirnradgetriebes und eine Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes können alternativ im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sein. Dann umfasst das erste Stirnradgetriebe eine Vorgelegewelle, über die die Eingangswelle und die Ausgangswelle wahlweise drehmomentleitend koppelbar sind. Der Drehmomentfluss innerhalb des Stirnradgetriebes geht also von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle und von dort aus auf die Ausgangswelle über. Die Eingangswelle und die Vorgelegewelle können dabei über mehrere schaltbare Stirnradstufen koppelbar sein. Gleiches gilt für die Vorgelegewelle und die Ausgangswelle, die ebenfalls über eine oder mehrere schaltbare Stirnradstufen koppelbar sein können. Am Stirnradgetriebe lassen sich somit verschiedene Übersetzungsstufen einstellen, indem beispielsweise eine Stirnradstufe geschaltet wird, die die Eingangswelle mit der Vorgelegewelle koppelt und eine weitere Stirnradstufe geschaltet wird, die die Vorgelegewelle mit der Ausgangswelle koppelt. Ein derartiges Stirnradgetriebe baut insbesondere in axialer Richtung vergleichsweise kompakt. Das gilt in besonderem Ausmaß mit Bezug auf die Anzahl an Übersetzungsstufen, die mit einem solchen Getriebe realisierbar sind. Im Vergleich zur zuvor genannten Variante des Stirnradgetriebes ist das Stirnradgetriebe gemäß der vorliegenden Variante kompakt aufgebaut. Insbesondere wurde die Anzahl der Stirnradsatzebenen in axialer Richtung reduziert. Die Anzahl der Wellenebenen wurde beibehalten, wobei nun jedoch jeder Leistungspfad über zwei Schaltelemente realisiert wird. Die Anzahl der Zahneingriffe entspricht dabei dem bei bekannten Schaltgetrieben für Fahrzeuge üblichen Standard.
- In beiden Varianten ist das Stirnradgetriebe bevorzugt im Wesentlichen achsparallel zur Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angeordnet. Durch diese Anordnung wird entlang der Kurbelwelle neben dem Verbrennungsmotor Bauraum für eine oder mehrere elektrische Antriebsmaschinen gewonnen.
- In einer Ausführungsform ist eine dritte Getriebeeingangswelle vorgesehen, die mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine koppelbar ist. Dabei ist die dritte Getriebeeingangswelle drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe gekoppelt, um Drehmoment ins zweite Planetengetriebe einzuleiten. Die Getriebebaugruppe kann also auch in einem Antriebssystem verwendet werden, das zwei elektrische Antriebsmaschinen und einen Verbrennungsmotor umfasst. Dabei wirkt die zweite elektrische Antriebsmaschine lediglich über das zweite Planetengetriebe auf die Getriebeausgangswelle der Getriebebaugruppe. Die zweite elektrische Antriebsmaschine ist somit abtriebsnah vorgesehen.
- In einer Variante ist dabei ein Planetenträger des zweiten Planetengetriebes gehäusefest. Das zweite Planetengetriebe wird also als Standgetriebe genutzt. Dadurch ergibt sich insgesamt ein einfacher Aufbau der Getriebebaugruppe.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Stirnradgetriebe und die dritte Getriebeeingangswelle mit demselben Element des zweiten Planetengetriebes drehmomentleitend gekoppelt. Insbesondere sind sowohl das Stirnradgetriebe als auch die dritte Getriebeeingangswelle mit einem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes drehmomentleitend gekoppelt.
- Vorteilhafterweise ist die dritte Getriebeeingangswelle über ein Umschlingungsgetriebe drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe gekoppelt, um Drehmoment ins zweite Planetengetriebe einzuleiten. Insbesondere ist die dritte Getriebeeingangswelle zusätzlich über ein zweites Stirnradgetriebe drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe gekoppelt. Mittels des Umschlingungsgetriebes wird die Relativposition des zweiten Planetengetriebes gegenüber der dritten Getriebeeingangswelle mit einer gewissen Flexibilität versehen. Für den Fall, dass ein zweites Stirnradgetriebe vorgesehen ist, können das von der dritten Getriebeeingangswelle ausgehende Drehmoment und die von der dritten Getriebeeingangswelle ausgehende Drehzahl durch die zugehörigen Übersetzungen an die Bedürfnisse am zweiten Planetengetriebe angepasst werden. Das zweite Stirnradgetriebe kann auch schaltbar sein.
- In einer Variante ist eine Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes mittels eines weiteren Schaltelements am Getriebegehäuse festlegbar. Dadurch ist auch die Getriebeausgangswelle an einer Drehbewegung gehindert. Es kann somit auf einfache Weise eine Parksperrenfunktion realisiert werden.
- Vorzugsweise ist das weitere Schaltelement als schaltbarer Freilauf ausgeführt. In diesem Zusammenhang kann über das weitere Schaltelement neben der Parksperrenfunktion auch eine Hill-Hold-Funktion bereitgestellt werden, die ein Anfahren am Berg ohne Zurückrollen ermöglicht.
- Zudem wird die Aufgabe durch eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art gelöst, die eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe umfasst. Dabei ist der Verbrennungsmotor insbesondere über einen Drehschwingungsdämpfer und eine Trennkupplung ohne Anfahrfunktion mit der ersten Getriebeeingangswelle gekoppelt. Bei der Trennkupplung handelt es sich insbesondere um eine reibschlüssige Kupplung. Die erste elektrische Antriebsmaschine hat dabei zwei Funktionen. Einerseits dient sie dazu, ein vom Verbrennungsmotor in die Getriebebaugruppe eingeleitetes Drehmoment abzustützen. Das ist insbesondere dann nötig, wenn das erste Planetengetriebe weder verblockt noch am Getriebegehäuse abgestützt ist. Darüber hinaus kann mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine ein Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Getriebeeingangswelle und einer Ausgangswelle des ersten Planetengetriebes variabel eingestellt werden. Das kann stufenlos geschehen. Somit stellen das erste Planetengetriebe und die erste elektrische Antriebsmaschine ein sogenanntes elektrisches, stufenloses Getriebe (häufig abgekürzt als e-CVT) dar. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang die Übersetzung so verstellt werden, dass für den Verbrennungsmotor kein Anfahrelement, zum Beispiel in Form einer Anfahrkupplung vorgesehen sein muss. Dennoch kann beispielsweise aus Sicherheitsgründen eine Trennkupplung vorgesehen sein, mittels der der Verbrennungsmotor antriebsmäßig vom ersten Planetengetriebe getrennt werden kann. Insbesondere ist eine solche Trennkupplung zwischen einem dem Verbrennungsmotor zugeordneten Drehschwingungsdämpfer und dem ersten Planetengetriebe angeordnet. In allen Anwendungsfällen kann die erste elektrische Antriebsmaschine als Generator oder als Motor wirken.
- Dabei kann die Getriebeausgangswelle koaxial zur ersten Fahrzeugachse oder zumindest im Bereich der ersten Fahrzeugachse und parallel zur ersten Fahrzeugachse angeordnet sein. Insbesondere ist auch eine Ausgangswelle des ersten Stirnradgetriebes koaxial zur ersten Fahrzeugachse oder zumindest im Bereich der ersten Fahrzeugachse und parallel zur ersten Fahrzeugachse angeordnet. Dabei ist die Fahrzeugachse eine Achse mit angetriebenen Rädern. In diesem Zusammenhang wird ein Bereich der ersten Fahrzeugachse durch eine Schwenkbarkeit der radseitigen Endwellen definiert. Der Bereich der ersten Fahrzeugachse ist also durch denjenigen Raum definiert, in den die radseitigen Endwellen ausgehend vom jeweils zugeordneten Radmittelpunkt geschwenkt werden können. Die Antriebseinheit ist folglich zwischen den Rädern angeordnet. Dadurch wird von der Getriebebaugruppe ein Bauraum beansprucht, der in der Regel nicht anderweitig benötigt wird. Damit werden Bauraumkonflikte mit anderen Elementen eines Kraftfahrzeugs vermieden.
- Zudem kann eine zweite elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb der ersten Fahrzeugachse mit einer dritten Getriebeeingangswelle drehmomentleitend gekoppelt sein. Alternativ ist eine zweite elektrische Antriebsmaschine antriebsmäßig mit einer zweiten Fahrzeugachse gekoppelt. In diesem Zusammenhang kann im Betrieb der Antriebseinheit mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine eine sogenannte Boost-Funktion bereitgestellt werden. Dabei wird durch die zweite elektrische Antriebsmaschine kurzzeitig ein zusätzliches Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle aufgebracht. Das gilt für beide Varianten. Auch kann eine mit der dritten Getriebeeingangswelle gekoppelte zweite elektrische Antriebsmaschine als Generator betrieben werden. Dann kann sie Leistung rekuperieren, die über die Getriebeausgangswelle in die Getriebebaugruppe eingebracht wird. Auch das ist in beiden Varianten möglich.
- Falls der Verbrennungsmotor nicht betrieben wird, kann ein Antrieb auch lediglich unter Nutzung der ersten und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine erfolgen. Der Antrieb ist also rein elektrisch. Unter Nutzung beider elektrischer Antriebsmaschinen lässt sich auch ein rein elektrisches Rückwärtsfahren darstellen. Im Stirnradgetriebe muss dann kein Rückwärtsgang vorgehalten werden.
- Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine zum Standladen einer Fahrzeugbatterie genutzt werden, wenn sie nicht antriebsmäßig mit der Fahrzeugachse gekoppelt ist. Die erste elektrische Antriebsmaschine wirkt dann als Generator und wird vom Verbrennungsmotor angetrieben.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:
- -
1 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform, - -
2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform, - -
3 ein Schaltschema, gemäß dem die erfindungsgemäßen Getriebebaugruppen gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform betrieben werden können, - -
4 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform, - -
5 ein Schaltschema, gemäß dem die erfindungsgemäße Getriebebaugruppe gemäß der dritten Ausführungsform betrieben werden kann, und - -
6 ein alternatives Schaltschema, gemäß dem die erfindungsgemäße Getriebebaugruppe gemäß der dritten Ausführungsform betrieben werden kann. -
1 zeigt eine Antriebseinheit10 zum Antreiben einer ersten Fahrzeugachse12 eines Hybridfahrzeugs. - Dabei handelt es sich bei der ersten Fahrzeugachse
12 um eine Vorderachse mit einem linken Vorderrad14a und einem rechten Vorderrad14b . Eine Fahrtrichtung ist mittels eines Pfeils16 angegeben. - Die Antriebseinheit
10 umfasst einen Verbrennungsmotor18 , der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein quer eingebauter Dreizylindermotor ist. - Darüber hinaus weist die Antriebseinheit
10 eine erste elektrische Antriebsmaschine20 und eine zweite elektrische Antriebsmaschine22 auf. - Ferner ist eine Getriebebaugruppe
24 vorgesehen, über die der Verbrennungsmotor18 , die erste elektrische Antriebsmaschine20 und die zweite elektrische Antriebsmaschine22 mit den Rädern14a ,14b der ersten Fahrzeugachse12 antriebsmäßig gekoppelt sind. - Zu diesem Zweck ist der Verbrennungsmotor
18 über einen Drehschwingungsdämpfer26 und eine Trennkupplung27 mit einem Hohlrad28 eines ersten Planetengetriebes30 der Getriebebaugruppe24 drehmomentleitend gekoppelt. - Das Hohlrad
28 stellt somit eine erste Getriebeeingangswelle32 der Getriebebaugruppe24 dar. - Auch die erste elektrische Antriebsmaschine
20 ist mit dem ersten Planetengetriebe30 drehmomentleitend gekoppelt. - Genauer gesagt ist eine Abtriebswelle
34 der elektrischen Antriebsmaschine20 fest mit einem Sonnenrad36 des ersten Planetengetriebes30 verbunden. - Selbstverständlich muss die erste elektrische Antriebsmaschine
20 nicht zwingend koaxial zum Sonnenrad36 angeordnet sein. Wenn die Bauraumverhältnisse es erfordern, kann sie auch achsparallel zum ersten Planetengetriebe30 vorgesehen sein. Die erste elektrische Antriebsmaschine20 ist dann über eine Zahnradstufe oder ein Umschlingungsgetriebe mit dem ersten Planetengetriebe30 gekoppelt. - Das Sonnenrad
36 wirkt somit als zweite Getriebeeingangswelle38 der Getriebebaugruppe24 . - Das erste Planetengetriebe
30 ist außerdem mit einem ersten Schaltelement40 ausgestattet, mittels dem die zweite Getriebeeingangswelle38 , also das Sonnenrad36 , wahlweise mit einem Planetenträger46 gekoppelt werden kann. - Darüber hinaus ist ein zweites Schaltelement
42 vorgesehen, mittels dem die zweite Getriebeeingangswelle38 , also das Sonnenrad36 , mit einem lediglich schematisch dargestellten Getriebegehäuse44 verbunden werden kann. Die zweite Getriebeeingangswelle38 kann also mittels des zweiten Schaltelements42 am Getriebegehäuse44 festgelegt werden. - Der Planetenträger
46 des ersten Planetengetriebes30 wirkt zudem als Ausgangswelle des ersten Planetengetriebes30 . - Der Planetenträger
46 ist über ein Umschlingungsgetriebe48 , das vorliegend als Kettentrieb ausgeführt ist, mit einer Eingangswelle50 eines ersten Stirnradgetriebes52 drehmomentleitend gekoppelt. - Global gesehen verbindet also das Umschlingungsgetriebe
48 das erste Planetengetriebe30 drehmomentleitend mit dem ersten Stirnradgetriebe52 . - Das erste Stirnradgetriebe
52 umfasst insgesamt sechs schaltbare Stirnradstufen. - Dabei umfasst eine erste schaltbare Stirnradstufe
54 ein Losrad54a , das drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet ist, und ein Festrad54b , das fest auf einer Ausgangswelle56 des ersten Stirnradgetriebes52 sitzt. - Eine zweite schaltbare Stirnradstufe
58 umfasst auch ein Losrad58a und ein Festrad58b , wobei wieder das Losrad58a drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet ist und das Festrad58b fest auf der Ausgangswelle56 sitzt. - Eine dritte schaltbare Stirnradstufe
60 ist mit einem Losrad60a , das drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet ist, und mit einem Festrad60b ausgestattet, das auf der Ausgangswelle56 befestigt ist. - Eine vierte schaltbare Stirnradstufe
62 weist ebenfalls ein Losrad62a auf, das drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet ist. Darüber hinaus ist die vierte Stirnradstufe62 mit einem Festrad62b ausgestattet, das fest auf der Ausgangswelle56 sitzt. - Auch eine fünfte Stirnradstufe
64 umfasst ein Losrad64a und ein Festrad64b . Das Losrad64a ist drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet und das Festrad64b sitzt fest auf der Ausgangswelle56 . - Eine sechste Stirnradstufe
66 ist mit einem Losrad66a ausgestattet, das drehbar auf der Eingangswelle50 angeordnet ist, und mit einem Festrad66b , das fest auf der Ausgangswelle56 sitzt. - Losräder und Festräder, die zur selben Stirnradstufe gehören, stehen dabei miteinander in Eingriff.
- Die Eingangswelle
50 und die Ausgangswelle56 verlaufen im Wesentlichen parallel. - Zum wahlweisen Verbinden der Losräder
54a ,58a ,60a ,62a ,64a ,66a mit der Eingangswelle50 sind insgesamt drei Doppelschaltelemente68 ,70 ,72 vorgesehen. - Dabei kann mittels des Schaltelements
68 entweder das Losrad54a oder das Losrad58a drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt werden. - Mittels des Schaltelements
70 kann das Losrad60a oder das Losrad62a wahlweise drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt werden. - Das Schaltelement
72 dient dazu, entweder das Losrad64a oder das Losrad66a drehfest mit der Eingangswelle50 zu koppeln. - Dabei versteht es sich, dass jedes der Doppelschaltelemente
68 ,70 ,72 bei gleichbleibender Funktion des ersten Stirnradgetriebes52 auch durch zwei jeweils einfach wirkende Schaltelemente ersetzt werden kann. - Ferner ist ein Schaltelement
73 vorgesehen, mittels dem die Ausgangswelle56 des ersten Stirnradgetriebes52 wahlweise am Getriebegehäuse44 festgelegt werden kann. Dann kann sich auch die Getriebeausgangswelle82 nicht mehr drehen. Das Schaltelement73 wirkt somit als Parksperre. - In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist das Schaltelement
73 als schaltbarer Freilauf, insbesondere als schaltbare Freilaufbremse ausgeführt. Dann kann sowohl eine Parksperrenfunktion als auch eine Hill-Hold-Funktion durch das Schaltelement73 bereitgestellt werden. - Alle Schaltelemente der Antriebseinheit
10 wirken dabei formschlüssig. - Die Ausgangswelle
56 ist ferner fest mit einem Sonnenrad74 eines zweiten Planetengetriebes76 verbunden. - Das erste Stirnradgetriebe
52 ist also im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetengetriebe30 und dem zweiten Planetengetriebe76 angeordnet. - Beim zweiten Planetengetriebe
76 ist ein Planetenträger78 drehfest mit dem Getriebegehäuse44 verbunden, das wieder nur schematisch dargestellt ist. Damit steht der Planetenträger78 fest im Raum. - Dementsprechend wirkt einen Hohlrad
80 des zweiten Planetengetriebes76 als Ausgangswelle des zweiten Planetengetriebes76 und damit insgesamt als Getriebeausgangswelle82 der Getriebebaugruppe24 . - Die Ausgangswelle
56 des ersten Stirnradgetriebes52 , die ja fest mit dem Sonnenrad74 des zweiten Planetengetriebes76 verbunden ist, wirkt auch mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine22 zusammen. - Hierfür wirkt die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 zunächst auf eine dritte Getriebeeingangswelle86 , die mit einer Abtriebswelle der zweiten elektrischen Antriebsmaschine22 fest verbunden ist. - Dabei ist die dritte Getriebeeingangswelle
86 gleichzeitig eine Eingangswelle84 eines zweiten Stirnradgetriebes88 . - Dieses umfasst eine erste Stirnradstufe
90 und eine zweite Stirnradstufe92 , über die die Eingangswelle84 mit einer Ausgangswelle94 des zweiten Stirnradgetriebes88 wahlweise drehmomentleitend gekoppelt werden kann. - Hierfür weist die erste Stirnradstufe
90 ein Losrad90a auf, das drehbar auf der Eingangswelle84 angeordnet ist und mit einem Festrad90b kämmt, das fest auf der Ausgangswelle94 positioniert ist. - Die zweite Stirnradstufe umfasst in gleicher Weise ein Losrad
92a , das mit einem Festrad92b kämmt. - Die Losräder
90a ,92a können wahlweise mittels eines Schaltelements96 drehfest mit der Eingangswelle84 verbunden werden. Es handelt sich beim Schaltelement96 also um ein Doppelschaltelement. - Es versteht sich, dass das Schaltelement
96 bei gleichbleibender Funktion auch durch zwei jeweils einfach wirkende Schaltelemente ersetzt werden kann. - Die Ausgangswelle
94 ist ferner über ein Umschlingungsgetriebe98 mit der Ausgangswelle56 des ersten Stirnradgetriebes52 drehmomentleitend gekoppelt. - Somit wirken sowohl die erste elektrische Antriebsmaschine
20 als auch die zweite elektrische Antriebsmaschine22 als auch der Verbrennungsmotor18 auf die Getriebeausgangswelle82 . - Diese ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Korb
100 eines Differenzialgetriebes102 drehfest verbunden. - Vom Differenzialgetriebe
102 gehen dabei eine linke Abtriebswelle104a und eine rechte Abtriebswelle104b aus. - Die Räder
14a ,14b sind jeweils über zugeordnete Endwellen106a ,106b mit der jeweils zugeordneten Abtriebswelle104a ,104b drehfest gekoppelt. - Dabei ist durch die Abtriebswellen
104a ,104b und die Endwellen106a ,106b , die gelenkig mit der jeweils zugeordneten Abtriebswelle104a ,104b verbunden sind, ein Bereich der ersten Fahrzeugachse12 definiert. - Dieser Bereich ist also im Wesentlichen zylindrisch, wobei die Abtriebswellen
104a ,104b auf einer Zylindermittelachse angeordnet sind und die Endwellen106a ,106b im Zustand ihrer maximal möglichen Auslenkung einen zughörigen Zylindermantel als Bereichsgrenze definieren. - Die Getriebeausgangswelle
82 liegt innerhalb dieses Bereichs, wobei sie zudem parallel zur ersten Fahrzeugachse12 angeordnet ist. - Auch die Ausgangswelle
56 des ersten Stirnradgetriebes52 liegt in diesem Bereich. - Eine zweite Ausführungsform der Antriebseinheit
10 ist in2 ist gezeigt. Dabei wird im Folgenden lediglich auf die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen. Gleiche oder einander entsprechende Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. In der2 nicht dargestellte Abschnitte der Antriebseinheit10 unterscheiden sich nicht von der ersten Ausführungsform. - In der zweiten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor
18 über den Drehschwingungsdämpfer26 mit dem Planetenträger46 gekoppelt. - Damit stellt der Planetenträger
46 die erste Getriebeeingangswelle32 der Getriebebaugruppe24 dar. - Das Hohlrad
28 dient nun als Ausgangswelle des ersten Planetengetriebes30 und ist dementsprechend mit dem Umschlingungsgetriebe48 gekoppelt, das auf die Eingangswelle50 des ersten Stirnradgetriebes52 wirkt. - Die erste elektrische Antriebsmaschine
20 ist weiterhin drehmomentleitend mit dem Sonnenrad36 verbunden. Dieses stellt also auch weiterhin die zweite Getriebeeingangswelle38 dar. - Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind zudem die beiden Schaltelemente
40 ,42 durch ein Doppelschaltelement108 ersetzt worden. - Dabei ist das Doppelschaltelement
108 auf einer dem Verbrennungsmotor18 zugewandten Seite der ersten elektrischen Antriebsmaschine20 angeordnet. - Mittels des Schaltelements
108 kann wie gehabt die zweite Getriebeeingangswelle38 wahlweise mit dem Getriebegehäuse44 gekoppelt werden. - Alternativ kann mittels des Schaltelements
108 wahlweise die zweite Getriebeeingangswelle38 mit dem Planetenträger46 drehmomentleitend gekoppelt werden. - Die Antriebseinheiten
10 gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform, insbesondere die zugehörigen Getriebebaugruppen24 , können in unterschiedlichen Gängen betrieben werden. Ein zugehöriges Schaltschema ist in3 gezeigt. - Dabei sind in einer Spalte a entsprechende Gangnummern angegeben. In der Zeile b sind die innerhalb des ersten Stirnradgetriebes
52 vorhandenen Losräder aufgeführt. In der Zeile c sind die jeweils zugeordneten Schaltelemente vermerkt. - Mittels der Getriebebaugruppe
24 können also unterschiedliche Drehmoment-Drehzahl-Kombinationen an der Getriebeausgangswelle82 bereitgestellt werden. - In diesem Zusammenhang kann mittels des Schaltelements
68 ein erster Gang geschaltet werden, indem das zur Stirnradstufe54 gehörende Losrad54a drehfest mit der Eingangswelle50 des ersten Stirnradgetriebes52 verbunden wird. - Ein zweiter Gang wird geschaltet, indem mittels des Schaltelements
68 das Losrad58a mit der Eingangswelle50 gekoppelt wird. - Mittels des Schaltelements
70 kann zudem ein dritter Gang geschaltet werden, indem das Losrad60a mit der Eingangswelle50 gekoppelt wird. - Zudem kann mittels des Schaltelements
70 ein vierter Gang geschaltet werden, indem das Losrad62a mit der Eingangswelle50 gekoppelt wird. - Mittels des Schaltelements
72 können ein fünfter Gang und ein sechster Gang geschaltet werden. - Im fünften Gang ist das Losrad
64a über das Schaltelement72 drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und im sechsten Gang das Losrad66a . - Es ergeben sich somit sechs schaltbare Gänge.
- Dabei sind nicht geschaltete Losräder in allen Gängen relativ zur Eingangswelle
50 drehbar. - Die Schaltelemente
40 ,42 und96 können unabhängig davon geschaltet werden. - Wie bereits erläutert, kann dabei mittels des Schaltelements
40 das erste Planetengetriebe30 verblockt werden. In diesem Zustand kann die Antriebseinheit10 rein über die erste elektrische Antriebsmaschine20 angetrieben werden. - Mittels des Schaltelements
42 kann die zweite Getriebeeingangswelle38 im Getriebegehäuse44 festgelegt werden. Das erste Planetengetriebe30 wirkt dann als Standgetriebe. Ferner ist dann die erste elektrische Antriebsmaschine20 vom ersten Planetengetriebe30 entkoppelt. - Die Antriebseinheit
10 wird dann ausschließlich über den Verbrennungsmotor18 angetrieben. - Wenn sowohl das Schaltelement
40 als auch das Schaltelement42 geöffnet sind, wirkt das erste Planetengetriebe30 als Überlagerungsgetriebe. Dieses kann mit einer stufenlos einstellbaren Übersetzung betrieben werden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine20 als Verstellelement dient. Das erste Planetengetriebe30 wird also als sogenanntes eCVT (electric continuously variable transmission). Über die verschiedenen Stirnradstufen54 ,58 ,60 ,62 ,64 ,66 des Stirnradgetriebes52 lassen sich darüber hinaus zusätzliche Übersetzungsstufen realisieren. - Das Schaltelement
96 betrifft die Kopplung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine22 mit der Getriebebaugruppe24 . - Dies kann wahlweise über eine der beiden Stirnradstufen
90 ,92 erfolgen, denen unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zugeordnet sind. Mit anderen Worten werden also auch mittels des zweiten Stirnradgetriebes88 zwei Gänge bereitgestellt. - Wenn das Losrad
90a mit der Eingangswelle84 drehfest verbunden ist, ist in diesem Zusammenhang ein erster Gang geschaltet. Wenn das Losrad92a drehfest mit der Eingangswelle84 gekoppelt ist, ist ein zweiter Gang geschaltet. - In diesem Zusammenhang kann die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 als Antriebsmotor wirken und über das zweite Stirnradgetriebe88 und das Umschlingungsgetriebe98 ein Drehmoment bereitstellen, das dem Antrieb der Räder14a ,14b dient. - Dies kann beispielsweise in einem sogenannten Boost-Betrieb erfolgen, also zum kurzfristigen Bereitstellen einer hohen Antriebsleistung an den Rädern
14a ,14b . - Die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 kann aber auch als Generator wirken. Sie kann also von den Rädern14a ,14b ausgehende Leistung rekuperieren und in eine nicht näher dargestellte Batterie einspeisen. Dann wird Drehmoment ausgehend von der Getriebebaugruppe24 in die zweite elektrische Antriebsmaschine eingeleitet. - Eine dritte Ausführungsform der Antriebseinheit
10 ist in4 zu sehen. Dabei wird wieder lediglich auf die Unterschiede zu den bereits erläuterten Ausführungsformen eingegangen. Gleiche oder einander entsprechende Bauteile tragen daher dieselben Bezugszeichen. In der4 nicht dargestellte Abschnitte der Antriebseinheit10 unterscheiden sich nicht von der ersten Ausführungsform. - Die Antriebseinheit
10 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere hinsichtlich des Aufbaus ersten Stirnradgetriebes52 von den ersten beiden Ausführungsformen. Dabei wurde ein Kompaktierungsansatz verwendet. - Dabei verlaufen die Eingangswelle
50 des ersten Stirnradgetriebes52 und die Ausgangswelle56 des ersten Stirnradgetriebes52 im Wesentlichen konzentrisch. - Darüber hinaus umfasst nun das erste Stirnradgetriebe
52 eine Vorgelegewelle110 , über die die Eingangswelle50 und die Ausgangswelle56 koppelbar sind. - Zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle
110 wirken dabei eine erste Stirnradstufe112 , die ein Losrad112a , das drehbar auf der Vorgelegewelle110 gelagert ist, und ein Festrad112b umfasst, das drehfest auf der Eingangswelle50 sitzt. - Zudem wirkt eine zweite Stirnradstufe
114 zwischen der Vorgelegewelle110 und der Eingangswelle50 . Dabei ist ein Losrad114a drehbar auf der Eingangswelle50 gelagert und ein Festrad114b sitzt drehfest auf der Vorgelegewelle110 . - Auch zwischen der Ausgangswelle
56 und der Vorgelegewelle110 wirken zwei Stirnradstufen. - Eine dritte Stirnradstufe
116 weist ein Losrad116a auf, das drehbar auf der Ausgangswelle56 angeordnet ist, und ein Festrad116b , das drehfest auf der Vorgelegewelle110 angeordnet ist. - Eine vierte Stirnradstufe
118 umfasst ebenfalls ein Losrad118a , das drehbar auf der Ausgangswelle56 positioniert ist, und ein Festrad118b , das drehfest auf der Vorgelegewelle110 angeordnet ist. - Darüber hinaus umfasst das erste Stirnradgetriebe
52 in der dritten Ausführungsform insgesamt drei Schaltelemente. - Ein erstes Schaltelement
120 ist dabei als einfach wirkendes Schaltelement ausgeführt und dient dazu, das Losrad112a wahlweise mit der Vorgelegewelle110 drehfest zu koppeln. - Ein zweites Schaltelement
122 ist als Doppelschaltelement ausgeführt und kann wahlweise das Losrad114a oder das Losrad116a drehfest mit der Eingangswelle50 koppeln. - Auch das dritte Schaltelement
124 ist als Doppelschaltelement ausgeführt. Es kann wahlweise entweder das Losrad116a oder das Losrad118a drehfest mit der Ausgangswelle56 koppeln. - Die Ausgangswelle
56 des ersten Stirnradgetriebe52 ist wie gehabt fest mit dem Sonnenrad74 des zweiten Planetengetriebe76 gekoppelt. - Darüber hinaus ist in der Antriebseinheit
10 gemäß der dritten Ausführungsform die Anbindungsposition des Umschlingungsgetriebes98 geändert. Dieses wirkt zwar weiterhin auf die Ausgangswelle56 , allerdings nun zwischen dem zweiten Planetengetriebe76 und der vierten Stirnradstufe118 . - Mit der Antriebseinheit
10 gemäß der dritten Ausführungsform, insbesondere mittels der zugeordneten Getriebebaugruppe24 lassen sich ebenfalls sechs Gänge schalten. Ein zugehöriges Schaltschema ist in5 gezeigt. - Dabei sind in einer Spalte a entsprechende Gangnummern angegeben. In der Zeile b sind die innerhalb des ersten Stirnradgetriebes
52 vorhandenen Losräder aufgeführt. In der Zeile c sind die jeweils zugeordneten Schaltelemente vermerkt. - In einem ersten Gang ist das Schaltelement
120 aktiviert, sodass das Losrad112a drehfest mit der Vorgelegewelle110 verbunden ist. - Zudem ist das Losrad
118a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 gekoppelt. - In einem zweiten Gang ist das Losrad
116a mittels des Schaltelements122 drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und das Losrad118a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 . - In einem dritten Gang ist wieder das Losrad
112a mittels des Schaltelements120 drehfest mit der Vorgelegewelle110 gekoppelt. Darüber hinaus ist das Losrad116a über das Schaltelement124 drehfest mit der Ausgangswelle56 gekoppelt. - In einem vierten Gang ist mittels des Schaltelements
122 das Losrad114a drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und mittels des Schaltelements124 das Losrad118a drehfest mit der Ausgangswelle56 . - In einem fünften Gang ist mittels des Schaltelements
122 das Losrad116a drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt. - Darüber hinaus ist das Losrad
116a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 gekoppelt. - Die Eingangswelle
50 und die Ausgangswelle56 sind also mittels des Losrades116a drehfest verbunden. - In einem sechsten Gang ist das Losrad
114a mittels des Schaltelements122 drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und das Losrad116a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 . - Auch mittels eines alternativen Schaltschemas, das in der
6 dargestellt ist, lassen sich im Betrieb der Antriebseinheit10 gemäß der dritten Ausführungsform sechs Gänge realisieren. Dabei sind wieder in einer Spalte a entsprechende Gangnummern angegeben. In der Zeile b sind die innerhalb des ersten Stirnradgetriebes52 vorhandenen Losräder aufgeführt. In der Zeile c sind die jeweils zugeordneten Schaltelemente vermerkt. - Dabei ist in einem ersten Gang das Schaltelement
120 aktiviert, sodass das Losrad112a drehfest mit der Vorgelegewelle110 verbunden ist. - Zudem ist das Losrad
118a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 gekoppelt. - In einem zweiten Gang ist auch wieder das Schaltelement
120 aktiviert, sodass das Losrad112a drehfest mit der Vorgelegewelle110 verbunden ist. - Zusätzlich ist das Losrad
116a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 verbunden. - In einem dritten Gang ist das Losrad
116a mittels des Schaltelements122 mit der Eingangswelle50 drehfest verbunden. Darüber hinaus ist das Losrad118a über das Schaltelement124 mit der Ausgangswelle56 drehfest gekoppelt. - In einem vierten Gang ist mittels des Schaltelements
122 das Losrad116a drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt. - Darüber hinaus ist das Losrad
116a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 gekoppelt. - Die Eingangswelle
50 und die Ausgangswelle56 sind also mittels des Losrades116a drehfest verbunden. - In einem fünften Gang ist mittels des Schaltelements
122 das Losrad114a drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und mittels des Schaltelements124 das Losrad116a drehfest mit der Ausgangswelle56 . - In einem sechsten Gang ist das Losrad
114a mittels des Schaltelements122 drehfest mit der Eingangswelle50 gekoppelt und das Losrad118a mittels des Schaltelements124 drehfest mit der Ausgangswelle56 . - Die mittels der Schaltelemente
40 ,42 und96 schaltbaren Kopplungen und Gänge ergeben sich wie bereits hinsichtlich der ersten und der zweiten Ausführungsform erläutert. - Alle vorgenannten Ausführungsformen können zudem hinsichtlich der Anbindung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine
22 variiert werden. - In diesem Zusammenhang kann bei allen genannten Ausführungsformen die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 alternativ mit einer zweiten Fahrzeugachse gekoppelt sein, die von der ersten Fahrzeugachse12 separat ist. - Bevorzugt handelt es sich bei der zweiten Fahrzeugachse um eine Hinterachse.
- Wenn die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 dabei als Elektromotor wirkt, wird ein Drehmoment in die zweite Fahrzeugachse eingeleitet, dass dem Antrieb zugehöriger Räder dient. - Dabei kann das Drehmoment über das zweite Stirnradgetriebe
88 und/oder das Umschlingungsgetriebe98 in die zweite Fahrzeugachse eingeleitet werden. - Auch kann die zweite elektrische Antriebsmaschine
22 als Generator wirken und folglich eine von den Rädern der zweiten Fahrzeugachse ausgehende Leistung rekuperieren und in eine Batterie einspeisen. Auch das kann über das zweite Stirnradgetriebe88 und/oder das Umschlingungsgetriebe98 geschehen.
Claims (15)
- Getriebebaugruppe (24), insbesondere für ein Hybridfahrzeug, mit einer ersten Getriebeeingangswelle (32) der Getriebebaugruppe (24), die mit einem Verbrennungsmotor (18) koppelbar ist, einer zweiten Getriebeeingangswelle (38) der Getriebebaugruppe (24), die mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (20) koppelbar ist, einem ersten Planetengetriebe (30), einem zweiten Planetengetriebe (76), einem ersten Stirnradgetriebe (52) und einer Getriebeausgangswelle (82) der Getriebebaugruppe (24), wobei die erste Getriebeeingangswelle (32) und die zweite Getriebeeingangswelle (38) drehmomentleitend mit dem ersten Planetengetriebe (30) gekoppelt sind, wobei die Getriebeausgangswelle (82) drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe (76) gekoppelt ist, und wobei das erste Stirnradgetriebe (52) im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetengetriebe (30) und dem zweiten Planetengetriebe (76) angeordnet ist.
- Getriebebaugruppe (24) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeeingangswelle (32) mit einem Hohlrad (28) oder mit einem Planetenträger (46) des ersten Planetengetriebes (30) drehmomentleitend gekoppelt ist, insbesondere wobei die erste Getriebeeingangswelle (32) drehfest mit dem Hohlrad (28) oder mit dem Planetenträger (46) des ersten Planetengetriebes (30) verbunden ist. - Getriebebaugruppe (24) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebeeingangswelle (38) mit einem Sonnenrad (36) des ersten Planetengetriebes (30) drehmomentleitend gekoppelt ist, insbesondere wobei die zweite Getriebeeingangswelle (38) drehfest mit dem Sonnenrad (36) des ersten Planetengetriebes (30) verbunden ist. - Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebeeingangswelle (38) mittels eines ersten Schaltelements (40) wahlweise mit einem Hohlrad (28) des ersten Planetengetriebes (30) drehfest koppelbar ist, und/oder dass die zweite Getriebeeingangswelle (38) mittels eines zweiten Schaltelements (42) wahlweise mit einem Getriebegehäuse (44) drehfest koppelbar ist.
- Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebe (30) über ein Umschlingungsgetriebe (48) drehmomentleitend mit dem ersten Stirnradgetriebe (52) verbunden ist, um Drehmoment ins erste Stirnradgetriebe (52) einzuleiten.
- Getriebebaugruppe (24) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (46) oder ein Hohlrad (28) des ersten Planetengetriebes (30) über das Umschlingungsgetriebe (48) drehmomentleitend mit einer Eingangswelle (50) des ersten Stirnradgetriebes (52) gekoppelt ist. - Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnradgetriebe (52) zumindest zwei schaltbare Stirnradstufen (54, 58, 60, 62, 64, 66) aufweist.
- Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangswelle (56) des ersten Stirnradgetriebes (52) drehmomentleitend mit einem Sonnenrad (74) des zweiten Planetengetriebes (76) gekoppelt ist, insbesondere wobei die Ausgangswelle (56) des ersten Stirnradgetriebes (52) drehfest mit dem Sonnenrad (74) des zweiten Planetengetriebes (76) gekoppelt ist.
- Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (50) des ersten Stirnradgetriebes (52) und eine Ausgangswelle (56) des ersten Stirnradgetriebes (52) im Wesentlichen parallel verlaufen.
- Getriebebaugruppe (24) nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (50) des ersten Stirnradgetriebes (52) und eine Ausgangswelle (56) des ersten Stirnradgetriebes (52) im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind und das erste Stirnradgetriebe (52) eine Vorgelegewelle (110) umfasst, über die die Eingangswelle (50) und die Ausgangswelle (56) wahlweise drehmomentleitend koppelbar sind. - Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Getriebeeingangswelle (86) vorgesehen ist, die mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (22) koppelbar ist, wobei die dritte Getriebeeingangswelle (86) drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe (76) gekoppelt ist, um Drehmoment ins zweite Planetengetriebe (76) einzuleiten.
- Getriebebaugruppe (24) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebeeingangswelle (86) über ein Umschlingungsgetriebe (98) drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe (76) gekoppelt ist, um Drehmoment ins zweite Planetengetriebe (76) einzuleiten, insbesondere wobei die dritte Getriebeeingangswelle (86) zusätzlich über ein zweites Stirnradgetriebe (88) drehmomentleitend mit dem zweiten Planetengetriebe (76) gekoppelt ist. - Antriebseinheit (10) zum Antreiben einer ersten Fahrzeugachse (12), mit einer Getriebebaugruppe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem Verbrennungsmotor (18), der mit der ersten Getriebeeingangswelle (32) drehmomentleitend gekoppelt ist, und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (20), die mit der zweiten Getriebeeingangswelle (38) drehmomentleitend gekoppelt ist.
- Antriebseinheit (10) nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (82) koaxial zur ersten Fahrzeugachse (12) oder zumindest im Bereich der ersten Fahrzeugachse (12) und parallel zur ersten Fahrzeugachse (12) angeordnet ist, insbesondere wobei auch eine Ausgangswelle (56) des ersten Stirnradgetriebes (52) koaxial zur ersten Fahrzeugachse (12) oder zumindest im Bereich der ersten Fahrzeugachse (12) und parallel zur ersten Fahrzeugachse (12) angeordnet ist. - Antriebseinheit (10) nach
Anspruch 13 oder14 , dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite elektrische Antriebsmaschine (22) zum Antrieb der ersten Fahrzeugachse (12) mit einer dritten Getriebeeingangswelle (86) drehmomentleitend gekoppelt ist, oder dass eine zweite elektrische Antriebsmaschine (22) antriebsmäßig mit einer zweiten Fahrzeugachse gekoppelt ist.
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