DE102020113089A1 - Antriebseinheit für ein Hybridkraftfahrzeug mit Schaltgetriebe; sowie Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen - Google Patents

Antriebseinheit für ein Hybridkraftfahrzeug mit Schaltgetriebe; sowie Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für ein Hybridkraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (2), einem eingangsseitig mit dem Verbrennungsmotor (2) gekoppelten Schaltgetriebe (3), einer elektrischen Maschine (4) sowie einer mit zumindest einem Rad (5) weiter gekoppelten festen Übersetzungsstufeneinheit (6), wobei ein dem Eingang (7) des Schaltgetriebes (3) abgewandter Ausgang (8) des Schaltgetriebes (3) unter Zwischenschaltung einer Schaltkupplung (9) wahlweise mit einem drehfest mit einem Rotor (10) der elektrischen Maschine (4) gekoppelten Triebbestandteil (11) verbindbar ist, welcher Triebbestandteil (11) weiter mit der Übersetzungsstufeneinheit (6) permanent gekoppelt oder wahlweise koppelbar ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen des in der Antriebseinheit (1) enthaltenen Schaltgetriebes (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Hybridkraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen eines in der Antriebseinheit enthaltenen Schaltgetriebes.
  • Ziel der Erfindung ist es prinzipiell, eine Antriebseinheit für ein Hybridkraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, deren Wirkungsgrad, insbesondere im reinen elektrischen Fahrmodus, gesteigert wird, wobei gleichzeitig ein möglichst einfacher, leichter sowie bauraumsparender Aufbau umgesetzt ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Anspruch 1 ist eine Antriebseinheit für ein Hybridkraftfahrzeug beansprucht, die ein eingangsseitig zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor vorbereitetes Schaltgetriebe, eine elektrische Maschine sowie eine mit zumindest einem Rad koppelbare feste Übersetzungsstufeneinheit aufweist, wobei ferner ein dem Eingang des Schaltgetriebes abgewandter Ausgang des Schaltgetriebes unter Zwischenschaltung einer Schaltkupplung wahlweise mit einem drehfest mit einem Rotor der elektrischen Maschine gekoppelten Triebbestandteil verbindbar ist, welcher Triebbestandteil weiter mit der Übersetzungsstufeneinheit permanent gekoppelt oder wahlweise koppelbar / von dieser entkoppelbar ist.
  • Folglich wird eine Antriebseinheit zur Verfügung gestellt, die vorzugsweise gemäß einer sogenannten P3-Hybridanordnung aufgebaut ist. Dabei ist das Schaltgetriebe gezielt zwischen dem Verbrennungsmotor und der Schaltkupplung eingesetzt. Diese Anordnung ermöglicht einen möglichst einfachen Aufbau der Antriebseinheit sowie eine effiziente Schaltung des Schaltgetriebes.
  • Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Demnach ist es auch von Vorteil, wenn die Schaltkupplung als eine Kupplung mit einer Reibscheibe, insbesondere als trockenlaufende Reibkupplung oder als eine Mehrscheibenkupplung, insbesondere als nasslaufende Reibkupplung, ausgebildet ist. Dadurch wird deren Aufbau möglichst einfach gehalten. Zudem wird im Betrieb ein geringes Schleppmoment erzeugt.
  • Alternativ hierzu ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Schaltkupplung als eine nasslaufende Reibkupplung, vorzugsweise eine nasslaufende bzw. in Öl laufende Reiblamellenkupplung, mit zwischen mehreren Reibelementen, d.h. Reiblamellen und/oder Stahllamellen, angeordneten Beabstandungsfedern ausgebildet ist. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Schaltkupplung weiter erhöht, wobei zugleich das Schleppmoment möglichst klein ist.
  • Ist eine Trennkupplung entlang eines Drehmomentübertragungspfades zwischen dem Triebbestandteil und der Übersetzungsstufeneinheit angeordnet, sind weitere Betriebsmodi der Antriebseinheit noch effizienter umsetzbar. Unter anderem kann damit ein sogenannter Standladevorgang effizient umgesetzt werden.
  • Diesbezüglich ist es zudem von Vorteil, wenn die Trennkupplung als eine Klauenkupplung ausgebildet ist. Dadurch ist eine weitestgehend verschleißfreie Trennkupplung zur Verfügung gestellt.
  • Als zweckmäßig hat es sich weiterhin herausgestellt, wenn die Übersetzungsstufeneinheit als ein Differenzialgetriebe ausgebildet ist. Dadurch wird der Aufbau der Antriebseinheit weiter vereinfacht.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn eine Parksperreneinrichtung zum Blockieren eines mit der Übersetzungsstufeneinheit gekoppelten Bestandteils vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist die Parksperreneinrichtung zum Blockieren eines Eingangs (d. h. vor) der Übersetzungsstufeneinheit eingesetzt. In alternativen Ausführungen ist es jedoch auch zweckmäßig, die Parksperreneinrichtung zum Blockieren eines nach der Übersetzungsstufeneinheit angeordneten Bestandteils einzusetzen oder alternativ zum Blockieren eines in der Übersetzungsstufeneinheit integrierten Bestandteils einzusetzen. Dadurch wird die Funktionalität der Antriebseinheit weiter erhöht.
  • In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn sowohl die Trennkupplung als auch die Parksperreneinrichtung einen gemeinsamen Aktor aufweisen / durch einen gemeinsamen Aktor betätigt sind. Vorzugsweise öffnet der Aktor in einer ersten Endlage die Trennkupplung, während die Parksperre eingelegt ist, wohingegen er in einer zweiten Endlage die Trennkupplung schließt, während die Parksperre ausgelegt ist. Dadurch wird der Aufbau der Antriebseinheit weiter vereinfacht.
  • Zur Steigerung des Wirkungsgrades des Schaltgetriebes ist es zudem vorteilhaft, wenn dieses als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet ist und/oder mit mindestens drei, bevorzugt (genau / nicht mehr und nicht weniger als) vier, Gängen, die weiter bevorzugt allesamt Vorwärtsgänge ausbilden, versehen ist.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn das Schaltgetriebe nicht mehr als zwei, zum Umsetzen dreier unterschiedlicher Positionen ausgebildete Synchronisierungseinheiten aufweist. Jede Synchronisierungseinheit dient folglich zum Ein- und Auslegen zweier unterschiedlicher Gänge. Auch auf diese Weise wird der Aufbau weiter vereinfacht.
  • Weiter bevorzugt ist der Verbrennungsmotor ein Bestandteil der Antriebseinheit und das Schaltgetriebe eingangsseitig mit dem Verbrennungsmotor verbunden.
  • Diesbezüglich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen des in der erfindungsgemäßen Antriebseinheit nach der zuvor beschriebenen Ausführung enthaltenen Schaltgetriebes während eines rein verbrennungsmotorischen oder hybriden Antriebszustandes, wobei in einem ersten Schritt ein von dem Verbrennungsmotor auf den Triebbestandteil zuvor übertragener Drehmomentenanteil des Verbrennungsmotors an dem Verbrennungsmotor vollständig herabgesetzt / reduziert wird und gleichzeitig vollständig durch die elektrische Maschine aufgenommen / erbracht wird, sodass ein an die Übersetzungsstufeneinheit übertragenes (gesamtes) Abtriebsmoment konstant (das heißt innerhalb eines Schwankungsbereiches von +/- 5 - 10 %) gehalten wird, im Anschluss daran in einem zweiten Schritt die Schaltkupplung geöffnet, von einem Gang in einen weiteren Gang umgeschaltet und die Schaltkupplung wieder geschlossen wird, und wiederum im Anschluss daran, in einem dritten Schritt, der zuvor in den ersten Schritt an die elektrische Maschine übergebene Drehmomentenanteil wieder an der elektrischen Maschine vollständig herabgesetzt / reduziert wird und gleichzeitig vollständig durch den Verbrennungsmotor erbracht wird. Dadurch wird ein Schaltvorgang erzielt, der weitestgehend ohne störende Drehmomenteinbruch und/oder Drehmomentenüberschuss für den Fahrer erfolgt.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine P3-Hybridgetriebeanordnung mit automatisiertem Schaltgetriebe realisiert. Um die Effizienz des Getriebes und die Fahrbarkeit des Fahrzeuges zu verbessern sowie um den Herstellungsaufwand zu reduzieren, wird das Schaltgetriebe zwischen die Schaltkupplung und den Verbrennungsmotor gesetzt.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen, nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgebauten Antriebseinheit.
  • Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 nach 1 ist Bestandteil eines Hybridkraftfahrzeuges, das der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt ist. Zu erkennen ist lediglich ein Rad 5 des Kraftfahrzeuges, wobei in der Praxis auf typische Weise mehrere, etwa zwei oder vier, dieser Räder 5 mit der Antriebseinheit 1 gekoppelt und durch diese antreibbar sind. Pro Antriebseinheit 1 werden auch typischerweise zwei Räder 5 auf einer Achse eingesetzt. Die Antriebseinheit 1 bildet einen hybriden Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges.
  • Die Antriebseinheit 1 weist einen Verbrennungsmotor 2 auf. Eine Ausgangswelle 18 (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 2 ist direkt mit einem Eingang 7 in Form einer Getriebeeingangswelle 19 eines Schaltgetriebes 3 verbunden. Ein Ausgang 8 in Form einer Getriebeausgangswelle 20 des Schaltgetriebes 3 ist mittels einer Schaltkupplung 9 mit einem mit einer elektrischen Maschine 4 permanent gekoppelten Triebbestandteil 11 wahlweise koppelbar.
  • Die elektrische Maschine 4 kann prinzipiell mit ihrem Rotor 10 (/ Rotorwelle des Rotors 10) koaxial zu einer Drehachse 21 des Triebbestandteils 11 und somit der Getriebeausgangswelle 20, oder, wie hier umgesetzt, achsparallel zu dieser Drehachse 21 angeordnet sein. Dabei ist der Triebbestandteil 11 stets permanent mit dem Rotor 10 drehgekoppelt.
  • Hinsichtlich des Schaltgetriebes 3 sei zudem erwähnt, dass dieses als ein automatisiertes Schaltgetriebe 3 realisiert ist. Das Schaltgetriebe 3 ist in dieser Ausführung als ein 4-Gang-Getriebe umgesetzt, wobei die vier Gänge allesamt als Vorwärtsgänge dienen. In weiteren Ausführungen ist es auch vorteilhaft, weniger als vier Gänge, besonders bevorzugt lediglich drei Gänge, zu realisieren. Die einzelnen mit i1, i2, i3 und i4 gekennzeichneten Übersetzungsstufen / Gänge des Schaltgetriebes 3 sind mittels zweier, der Übersichtlichkeit halber stark vereinfacht dargestellter Synchronisierungseinheiten 17a, 17b schaltbar. Jeweils zwei Gänge sind über eine der beiden Synchronisierungseinheiten 17a, 17b schaltbar.
  • In dieser Ausführung sind der erste Gang (i1) und der zweite Gang (i2) über die erste Synchronisierungseinheit 17a schaltbar, wohingegen der dritte Gang (i3) und der vierte Gang (i4) über die zweite Synchronisierungseinheit 17b schaltbar sind. Jede Synchronisierungseinheit 17a, 17b weist drei Schaltpositionen / Schaltstellungen auf, wobei in einer ersten Schaltstellung ein Gang (etwa bei der ersten Synchronisierungseinheit 17a der erste Gang und bei der zweiten Synchronisierungseinheit 17b der dritte Gang), in einer zweiten Schaltstellung der andere Gang (etwa bei der ersten Synchronisierungseinheit 17a der zweite Gang und bei der zweiten Synchronisierungseinheit 17b der vierte Gang) und in einer neutralen Schaltstellung weder der eine noch der andere Gang eingelegt ist. Die Synchronisierungseinheiten 17a, 17b können jeweils prinzipiell seitens der Getriebeeingangswelle 19 oder der Getriebeausgangswelle 20 wirkend eingesetzt sein.
  • Hinsichtlich der Schaltkupplung 9 sei darauf hingewiesen, dass diese bevorzugt als trockenlaufende Reibkupplung realisiert ist. In weiteren Ausführungen ist diese alternativ als eine nasslaufende Reibkupplung, dann bevorzugt als Reiblamellenkupplung, umgesetzt. Dabei ist es weiter zweckmäßig, wenn beim Ausbilden der Schaltkupplung 9 als nasslaufende Reibkupplung zwischen den unterschiedlichen Reibelementen 12 eine oder mehrere in 1 angedeutete Beabstandungsfedern 13 angeordnet sind.
  • Im Anschluss an den Triebbestandteil 11 ist eine Übersetzungsstufeneinheit 6 angeordnet. Die Übersetzungsstufeneinheit 6 ist als ein Differenzialgetriebe realisiert und folglich ausgangsseitig mit den Rädern 5 direkt verbunden. Eingangsseitig ist die Übersetzungsstufeneinheit 6 über eine weitere Kupplung in Form einer Trennkupplung 14 mit dem Triebbestandteil 11 wahlweise koppelbar bzw. von diesem entkoppelbar. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungen prinzipiell auch auf diese Trennkupplung 14 verzichtet ist und der Triebbestandteil 11 permanent mit der Übersetzungsstufeneinheit 6 verbunden ist.
  • Die Trennkupplung 14 ist in dieser Ausführung als eine Klauenkupplung realisiert.
  • Des Weiteren ist eine Parksperreneinrichtung 15 vorhanden, die zum Blockieren eines mit der Übersetzungsstufeneinheit 6 gekoppelten Bestandteils 16, hier einer Eingangswelle 22 der Übersetzungsstufeneinheit 6, vorhanden ist. In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungen ist die Parksperreneinrichtung 15 zum Blockieren eines innerhalb der Übersetzungsstufeneinheit 6 angeordneten oder der Übersetzungsstufeneinheit 6 nachgeschalteten Bestandteils ausgebildet.
  • Die Parksperreneinrichtung 15 sowie die Trennkupplung 14 sind des Weiteren über einen gemeinsamen Aktor 23 betätigt.
  • Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass durch die erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 ein spezielles Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen des Schaltgetriebes 3 während eines rein verbrennungsmotorischen oder hybriden Antriebszustandes erfolgt. Gemäß diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt ein von dem Verbrennungsmotor 2 auf den Triebbestandteil 11 zuvor übertragener Drehmomentenanteil des Verbrennungsmotors 2 (durch Ansteuern des Verbrennungsmotors 2 sowie der elektrischen Maschine 4) an dem Verbrennungsmotor 2 vollständig weggenommen / herabgesetzt und gleichzeitig vollständig durch die elektrische Maschine 4 aufgebaut / erbracht, sodass ein letztendlich an die Übersetzungsstufeneinheit 6 übertragenes gesamtes Abtriebsmoment konstant gehalten bleibt. Dieser erste Schritt dient dazu das Schaltgetriebe 3 drehmomentenfrei zu schalten / anzusteuern. Im Anschluss daran wird in einem zweiten Schritt die Schaltkupplung 9 drehmomentenfrei geöffnet, von einem Gang in einen weiteren Gang umgeschaltet und die Schaltkupplung 9 schließlich wieder geschlossen. Im Anschluss daran wird in einem dritten Schritt (durch Ansteuern des Verbrennungsmotors 2 sowie der elektrischen Maschine 4) der zuvor in dem ersten Schritt an die elektrische Maschine 4 übergebene Drehmomentenanteil wieder zurück an den Verbrennungsmotor 2 übergegeben, indem der entsprechende Drehmomentenanteil wieder an der elektrischen Maschine 4 vollständig weggenommen / herabgesetzt wird und gleichzeitig vollständig durch den Verbrennungsmotor 2 aufgebaut / erbracht wird. Somit kommt es zu einem durch den Fahrer kaum wahrnehmbaren Gangwechsel.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß folgendes Anordnungskonzept umgesetzt: Verbrennungsmotor 2 Schaltgetriebe 3 mit reduzierter Anzahl von Gängen (3 bis 4 Vorwärtsgänge) abtriebsseitige Schaltkupplung 9 P3-Elektromotor 4 Trennkupplung 14 Parksperre 15 Übersetzungstufen-Differential-Einheit 6 Rad 5. Aufgrund der Anordnung der Schaltkupplung 9 auf der Abtriebsseite des Getriebes 3 kann ein komfortabler Wechsel der Fahrstufen erreicht werden.
  • Das Schaltgetriebe 3 ist in einer bevorzugten Ausführung bei 4 Gängen als Stirnradgetriebe mit zwei Doppel-Synchroneinheiten 17a, 17b oder in einer weiter bevorzugten Ausführung als Planetengetriebe mit zwei Planetenradsätzen und den zugehörigen Schaltelementen realisiert. In allen Fällen ist mit einer abtriebsseitigen Schaltkupplung 9 das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 abtrennbar.
  • Bei einem elektrischen Fahren ist die Schaltkupplung 9 geöffnet; dabei können die Gänge ohne Beeinflussung des Abtriebsmomentes am Rad 5 beliebig geschaltet werden.
  • Bei einem verbrennungsmotorischen Fahren reduziert (erhöht) der Verbrennungsmotor 2 Moment durch Momenteneingriff, in gleichem Maße erhöht (reduziert) der Elektromotor 4 sein Moment, so dass am Abtrieb kein Drehmomenteneinbruch / Drehmomentenüberschuss vorhanden ist. Das Moment wir dadurch vom Verbrennungsmotor 2 auf den E-Motor 4 übergeben. Nachdem das Getriebe 3 drehmomentenfrei ist, wird die Schaltkupplung 9 nahezu drehmomentenfrei geöffnet, die Gangstufe gewechselt, und die Schaltkupplung 9 wieder nahezu drehmomentenfrei geschlossen. Das durch den E-Motor 4 abgestützte Moment am Abtrieb wird nach Abschluss des Gangwechsels wieder an den Verbrennungsmotor 2 zurück übergeben. Da der Energiebedarf zur Übernahme des Momentes vom Verbrennungsmotor 2 bei einer Schaltung relativ gering ist, kann diese Funktionalität auch genutzt werden, wenn aufgrund des Ladestandes der Batterie elektrisches Fahren softwareseitig unterbunden wird.
  • Bei einem hybridischen Fahren läuft der Vorgang anlog dem vom verbrennungsmotorischen Fahren ab. Der einzige Unterschied besteht darin, dass beide Motoren Verbrenner 2 und E-Motor 4 gleichzeitig Moment abgeben oder aufnehmen (Zug, Schub des Verbrennungsmotors 2; Motorbetrieb, Generatorbetrieb der E-Motors 4). In dem Fall wird nur der Anteil des Momentes des Verbrennungsmotors 2 an den E-Motor 4 übergeben.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung schleppt das Getriebe 3 beim elektromotorischen Fahren nicht mit. Da auch die Schaltkupplung 9 während es Schaltvorgangs wenig thermischen Energieeintrag sieht, ist der Einsatz einer nahezu Schleppmoment-freien trockenen Kupplung denkbar, wie auch der Einsatz einer Nasskupplung mit Beabstandungs-Federelementen 13 zwischen den Lamellen 12 und deutlich reduziertem Kühlölvolumenstrom zur Reduktion des Schleppmomentes.
  • Im Momentenfluss nach dem E-Motor 4 kann auch eine Trennkupplung 14, zum Bsp. realisiert als Klauenkupplung angeordnet werden. In dem Fall ist das sogenannte Standladen möglich, das heißt Trennkupplung 14 offen, Verbrennungsmotor 2 treibt mit eingelegten Gang den E-Motor 4 als Generator an, so dass die Batterie geladen werden kann.
  • In der gleichen Fahrsituation im Stillstand kann im Drehmomentenfluss direkt vor, innerhalb oder nach der Übersetzungsstufen-/Differentialeinheit 6 das Getriebe gegen das Gehäuse 24 blockiert werden und so die Funktion der Parksperre 15 realisiert werden.
  • Auf der Aktorikseite könnte man mit einem Aktor 23 in einer Endlage die Trennkupplung 14 öffnen und die Parksperre 15 einlegen und in der anderen Endlage die Trennkupplung 14 schließen und die Parksperre 15 auslegen.
  • Die Übersetzungsstufen-/Differentialeinheit 6 hat eine Gesamtübersetzung von ca. 9 bis 12. Bei Achsmomenten von ca. 3000 Nm bei einem Mittelklassefahrzeug hat dann der E-Motor 4 ein erforderliches Drehmoment von ca. 250 Nm und bei einer max. Leistung von ca. 150 kW sowie einer Dauerleistung von ca. 50 % werden ca. 180 km/h Endgeschwindigkeit erreicht. Gleichzeitig hat auch die abtriebsseitige Schaltkupplung 9 nur 250 Nm zu übertragen, was vergleichbar ist mit dem Drehmoment des Verbrennungsmotors 2. Auch sind die Übersetzungen so zu wählen, dass der direkte Gang mit Übersetzung 1 der niedrige bzw. niedrigste Gang ist und die höheren Gänge davon ausgehend ins Schnelle übersetzt werden. Da vorrangig im Stadtbetrieb elektrisch gefahren wird und nur bei höheren Dauergeschwindigkeiten verbrennungsmotorisch kann die Anzahl der Gänge reduziert werden. Eine komforttechnisch beherrschbare Anzahl von Gängen sind 3 bis 4 Vorwärtsgänge.
  • Auf den Rückwärtsgang kann verzichtet werden, da ein elektromotorisches Rückwärtsfahren bei niedrigem Batterieladestand immer nach ca. 10 sec Standladen realisiert werden kann.
  • Bei diesem Getriebe handelt es sich um ein Hybridgetriebe 1, bei dem verbrennungsmotorisches, hybridisches, und elektrisches Fahren möglich ist. Gleichzeitig kann während der Fahrt rekuperiert werden; auch ist ein Laden der Batterie im Stand möglich.
  • Diese Lösung ist aufgrund der Verwendung einer großen Anzahl von Standardkomponenten und dem Einsatz nur eines E-Motors 4 mit einer Leistungselektronik auch besonders kostengünstig. Komfortable Zugkraft-unterbrechungsfreie Schaltungen ohne komplizierte Kupplungsansteuerungsroutinen ermöglichen einen vergleichbaren Komfort wie Konzepte mit klassischen Automatikgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben. Außerdem ist bei verbrennungsmotorischen Fahren als auch beim elektrischen Fahren, die Akustik des Fahrzeugs geschwindigkeitsabhängig, was den sogenannten für das menschliche Ohr ungewohnten Gummibandeffekt unterbindet wie er bei Lösungen mit zwei E-Motoren auftreten kann.
  • Eine Betätigung des 3-4-Gang-Schaltgetriebes 3 Drehmomenten-reduziert mit Synchroneinheiten erfolgt vorzugsweise mit einer elektromechanischen Aktorik.
  • Die Trockenkupplung bzw. Nasskupplung 9 wird mit Hebelaktor oder Ein-Motor-Pumpen-Aktor betätigt.
  • Eine Aktorik der Trennkupplung 14 / Parksperre 15 erfolgt über eine elektromechanische Aktorik oder integriert in einem Ein-Motor-Pumpen-Aktor-Konzept.
  • Auch ist eine gemeinsame Betätigung der Schaltelemente des Getriebes, der Schaltkupplung, der Trennkupplung und der Parksperre durch eine hydraulische Steuerung denkbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebseinheit
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Schaltgetriebe
    4
    elektrische Maschine
    5
    Rad
    6
    Übersetzungsstufeneinheit
    7
    Eingang
    8
    Ausgang
    9
    Schaltkupplung
    10
    Rotor
    11
    Triebbestandteil
    12
    Reibelement
    13
    Beabstandungsfeder
    14
    Trennkupplung
    15
    Parksperreneinrichtung
    16
    Bestandteil
    17a
    erste Synchronisierungseinheit
    17b
    zweite Synchronisierungseinheit
    18
    Ausgangswelle
    19
    Getriebeeingangswelle
    20
    Getriebeausgangswelle
    21
    Drehachse
    22
    Eingangswelle
    23
    Aktor
    24
    Gehäuse

Claims (10)

  1. Antriebseinheit (1) für ein Hybridkraftfahrzeug, mit einem eingangsseitig zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor (2) vorbereiteten Schaltgetriebe (3), einer elektrischen Maschine (4) sowie einer mit zumindest einem Rad (5) koppelbaren festen Übersetzungsstufeneinheit (6), wobei ein dem Eingang (7) des Schaltgetriebes (3) abgewandter Ausgang (8) des Schaltgetriebes (3) unter Zwischenschaltung einer Schaltkupplung (9) wahlweise mit einem drehfest mit einem Rotor (10) der elektrischen Maschine (4) gekoppelten Triebbestandteil (11) verbindbar ist, welcher Triebbestandteil (11) weiter mit der Übersetzungsstufeneinheit (6) permanent gekoppelt oder wahlweise koppelbar ist.
  2. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung (9) als eine Kupplung mit einer Reibscheibe ausgebildet ist.
  3. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung (9) als eine Mehrscheibenkupplung mit zwischen mehreren Reibelementen (12) angeordneten Beabstandungsfedern (13) ausgebildet ist.
  4. Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennkupplung (14) entlang eines Drehmomentübertragungspfades zwischen dem Triebbestandteil (11) und der Übersetzungsstufeneinheit (6) angeordnet ist.
  5. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (14) als eine Klauenkupplung ausgebildet ist.
  6. Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parksperreneinrichtung (15) zum Blockieren eines mit der Übersetzungsstufeneinheit (6) gekoppelten Bestandteils (16) vorhanden ist.
  7. Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Trennkupplung (14) als auch die Parksperreneinrichtung (15) einen gemeinsamen Aktor (23) aufweisen.
  8. Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (3) nicht mehr als zwei, zum Umsetzen dreier unterschiedlicher Positionen ausgebildete Synchronisierungseinheiten (17a, 17b) aufweist.
  9. Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (2) ein Bestandteil der Antriebseinheit (1) ist und das Schaltgetriebe (3) eingangsseitig mit dem Verbrennungsmotor (2) verbunden ist.
  10. Verfahren zum Umschalten zwischen zwei Gängen des in der Antriebseinheit (1) nach Anspruch 9 enthaltenen Schaltgetriebes (3) während eines rein verbrennungsmotorischen oder hybriden Antriebszustandes, wobei in einem ersten Schritt ein von dem Verbrennungsmotor (2) auf den Triebbestandteil (11) zuvor übertragener Drehmomentenanteil des Verbrennungsmotors (2) an dem Verbrennungsmotor (2) vollständig herabgesetzt wird und gleichzeitig vollständig durch die elektrische Maschine (4) erbracht wird, sodass ein an die Übersetzungsstufeneinheit (6) übertragenes Abtriebsmoment konstant gehalten wird, im Anschluss daran in einem zweiten Schritt die Schaltkupplung (9) geöffnet, von einem Gang in einen weiteren Gang umgeschaltet und die Schaltkupplung (9) wieder geschlossen wird, und wiederum im Anschluss daran, in einem dritten Schritt, der zuvor in dem ersten Schritt an die elektrische Maschine (4) übergebene Drehmomentenanteil wieder an der elektrischen Maschine (4) vollständig herabgesetzt wird und gleichzeitig vollständig durch den Verbrennungsmotor (2) erbracht wird.
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