DE102020203775A1 - Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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planetary gear
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English (en)
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Johannes Kaltenbach
Fabian Kutter
Stefan Beck
Martin Brehmer
Matthias Horn
Thomas Martin
Michael Wechs
Oliver BAYER
Thomas Kroh
Max Bachmann
Peter Ziemer
Juri Pawlakowitsch
Ingo Pfannkuchen
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
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Abstract

Es wird ein Hybridgetriebe (10) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (11) eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Das Hybridgetriebe (10) umfasst
- eine Getriebeantriebswelle (14) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes (10) mit einem Verbrennungsmotor (16) des Kraftfahrzeugs,
- eine erste Eingangswelle (18), die mit der Getriebeantriebswelle (14) verbunden ist,
- eine zweite Eingangswelle (20),
- eine erste Elektromaschine (24), die mit der zweiten Eingangswelle (20) verbunden ist,
- eine der ersten Eingangswelle (18) zugeordneten Stirnrad-Getriebeanordnung (26),
- einen ersten Planetenradsatz (38), und
- eine Ausgangswellenanordnung (22), die mit der Stirnrad-Getriebeanordnung (26) verbindbar ist und die über den ersten Planetenradsatz (38) mit der ersten Elektromaschine (24) verbindbar ist, wobei die erste Eingangswelle (18) über ein drittes Schaltelement (B) mit einer Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) verbindbar ist, um wenigstens eine verbrennungsmotorische Gangstufe so einzurichten, dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle (18) über die Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) zu der Ausgangswellenanordnung (22) fließt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe und einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.
  • US 2017/0129323 offenbart ein Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit zwei konzentrischen Eingangswellen und einer Ausgangswelle, die über ein Differential mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridgetriebe und einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang anzugeben, die in Bezug auf Funktionalität und Bauraumaufteilung vorteilhaft sind.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, das Hybridgetriebe mit
    • - einer Getriebeantriebswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs,
    • - einer ersten Eingangswelle, die mit der Getriebeantriebswelle verbunden ist,
    • - einer zweiten Eingangswelle,
    • - einer ersten Elektromaschine, die mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist,
    • - einer der ersten Eingangswelle zugeordneten Stirnrad-Getriebeanordnung,
    • - einem ersten Planetenradsatz,
    • - einer Ausgangswellenanordnung, die mit der Stirnrad-Getriebeanordnung verbindbar ist und die über den ersten Planetenradsatz mit der ersten Elektromaschine verbindbar ist,
    wobei die erste Eingangswelle über ein drittes Schaltelement mit einer Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes verbindbar ist, um wenigstens eine verbrennungsmotorische Gangstufe so einzurichten, dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes zu der Ausgangswellenanordnung fließt.
  • Der Verbrennungsmotor ist nicht Teil des Hybridgetriebes.
  • Die Ausdrücke „erste“, „zweite“, „dritte“ sind als reine Bezeichnungen anzusehen, ohne Hinweis darauf, dass das Hybridgetriebe noch weitere Elemente dieser Art aufweist und ohne Hinweis auf eine Reihenfolge.
  • Die Getriebeantriebswelle, die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle sind Wellen. Unter einer „Welle“ kann im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Hybridgetriebes verstanden werden, über welches jeweils zugehörige Komponenten des Hybridgetriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt werden kann. Die Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ kann im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint sein, entlang welcher ein oder mehrere Planetenradsätze oder ein oder mehrere Stirnradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ kann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle verstanden werden, welche auf dieser Achse liegt.
  • Die erste Eingangswelle kann eingerichtet sein, um Drehmoment des Verbrennungsmotors und/oder der ersten Elektromaschine und/oder einer zweiten Elektromaschine aufzunehmen. Die zweite Eingangswelle kann eingerichtet sein, um Drehmoment des Verbrennungsmotors und/oder der ersten Elektromaschine und/oder der zweiten Elektromaschine aufzunehmen.
  • Die erste Eingangswelle kann bevorzugt dem Verbrennungsmotor zuordenbar sein. Die zweite Eingangswelle kann bevorzugt der ersten Elektromaschine zugeordnet sein.
  • Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. Unter dem Ausdruck „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ kann im Sinne der Erfindung eine Koppelung zweier Bauelemente verstanden werden, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Der Begriff „verbunden“ ist gleichzusetzen mit „wirkverbunden“.
  • Unter einer „drehfesten Verbindung“ ist zu verstehen, dass die zwei Glieder mit der gleichen Drehzahl drehen. Zwei Glieder sind dann verbindbar, wenn sie entweder miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden können. Vorzugweise sind die Glieder mittels eines Schaltelementes, wie einer Kupplung, oder einer Bremse miteinander verbindbar.
  • Ist kein Schaltelement und/oder keine Kupplung zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so handelt es sich um eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Ist hingegen ein Schaltelement und/oder eine Kupplung zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung oder Verbindung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements und/oder einer dazwischenliegenden Kupplung vorgenommen.
  • Die erste Eingangswelle kann beispielsweise eine Vollwelle sein. Die zweite Eingangswelle kann beispielsweise eine Hohlwelle sein. Die zweite Eingangswelle kann koaxial zu der ersten Eingangswelle angeordnet sein. Die zweite Eingangswelle kann eingerichtet sein, um zumindest einen Abschnitt der ersten Eingangswelle aufzunehmen. Die erste Elektromaschine kann koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet sein.
  • Der erste Planetenradsatz kann ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweisen, wobei das erste Element und das zweite Element und das dritte Element ausgewählt sind aus einer Gruppe von Elementen umfassend ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Planetensteg. Der Planetensteg kann mindestens ein, bevorzugt aber mehrere, Planetenräder drehbar gelagert führen. Ein Sonnenrad kann konzentrisch zu einem Hohlrad angeordnet sein, wobei das Sonnenrad innerhalb des Hohlrads angeordnet sein kann. Das Hohlrad und das Sonnenrad können gegensätzliche Drehrichtungen aufweisen. Alternativ hierzu können das Hohlrad und das Sonnenrad gleiche Drehrichtungen aufweisen.
  • Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann mindestens einen Radsatz aufweisen. Ein Radsatz beinhaltet wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende (insbesondere kämmende) Zahnräder, und kann eine oder mehrere Radpaarungen beinhalten, die vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Stirnradsatzebene liegen. Sofern ein Radsatz ein Festrad aufweist, das mit zwei unterschiedlichen Losrädern in Eingriff steht, kann der Radsatz zwei Direktgangstufen definieren; man spricht in diesem Fall auch von einer Doppelnutzung des Festrades.
  • Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen, insbesondere miteinander kämmen. Die Zahnräder weisen vorzugsweise jeweils eine Stirnverzahnung auf, sind vorzugsweise in einer radialen Ebene angeordnet und sind vorzugsweise jeweils einer anderen Welle zugeordnet. Die Zahnräder der Radpaarung können zwei Festräder sein. Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Direktgangstufe definieren können.
  • Ein Losrad ist ein drehbar an einer Welle gelagertes Zahnrad, das mittels eines Schaltelementes mit der jeweiligen Welle verbindbar oder davon entkoppelbar ist. Ein Festrad ist ein an einer Welle drehfest festgelegtes Zahnrad.
  • Das neue Hybridgetriebe kann einen Radsatz mit axial geringer Baulänge aufweisen. Das Hybridgetriebe kann mindestens vier Gänge aufweisen, beispielsweise vier verbrennungsmotorische Gänge und zwei elektrische Gänge.
  • Mittels des neuen Hybridgetriebes können Bauraum und/oder Gewicht und/oder Kosten eingespart werden.
  • Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
  • Die Ausgangswellenanordnung kann eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweisen. Die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle können als Vorgelegewellen dienen. Hierdurch können Bauraum und/oder Gewicht und/oder Kosten eingespart werden.
  • Die Ausgangswellenanordnung kann insbesondere über den ersten Planetenradsatz mit der ersten Elektromaschine verbindbar sein.
  • Der erste Planetenradsatz kann ein schaltbarer Planetenradsatz sein. Der erste Planetenradsatz kann eine Schaltanordnung aufweisen. Die Schaltanordnung kann eingerichtet sein, um in einem ersten Modus ein Element des ersten Planetenradsatzes gegenüber einem Gehäuse oder einem weiteren Element des ersten Planetenradsatzes festzusetzen. Die Schaltanordnung kann eingerichtet sein, um beispielsweise ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes reversibel gegenüber einem Gehäuse oder reversibel gegenüber einem weiteren Element des ersten Planetenradsatzes festzusetzen. Die Schaltanordnung kann beispielsweise eingerichtet sein, um ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und einen Steg des ersten Planetenradsatzes miteinander zu verblocken oder um ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes miteinander zu verblocken oder um ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes Steg des ersten Planetenradsatzes miteinander zu verblocken.
  • Die Schaltanordnung kann ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement aufweisen. Zusätzlich kann die Schaltanordnung eine Kupplung und das dritte Schaltelement aufweisen.
  • Das erste Schaltelement kann eingerichtet sein, um ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse zu verbinden. Das zweite Schaltelement kann eingerichtet sein, um ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes zu verbinden.
  • Die Schaltanordnung kann eingerichtet sein, um in einem ersten Modus, beispielsweise mittels des ersten Schaltelements, ein Element des ersten Planetenradsatzes, beispielsweise das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes, an dem Gehäuse festzusetzen.
  • Alternativ hierzu kann das erste Schaltelement eingerichtet sein, um ein Sonnenrad, insbesondere ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes, mit dem Gehäuse zu verbinden. Der erste Planetenradsatz kann mittels des zweiten Schaltelements verblockbar sein, indem zwei der drei Elemente des ersten Planetenradsatzes mittels des zweiten Schaltelements miteinander verbunden werden. Beispielswiese kann das zweite Schaltelement eingerichtet sein, um im geschlossenen Zustand zwei Elemente des ersten Planetenradsatzes zu verblocken, wobei die beiden Elemente des ersten Planetenradsatzes ausgewählt sind aus einer Gruppe von Elementen umfassend das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes, den Steg des ersten Planetenradsatzes und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes.
  • Das zweite Schaltelement kann beispielsweise eingerichtet sein, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes zu verbinden. Hierdurch kann der erste Planetenradsatz verblockbar sein.
  • Alternativ hierzu kann das zweite Schaltelement eingerichtet sein, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes zu verbinden, insbesondere zu verblocken.
  • Alternativ zu diesen beiden Möglichkeiten kann das zweite Schaltelement eingerichtet sein, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes zu verblocken.
  • Das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement können zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein, können also beispielsweise eine Schaltgabel mit einem gemeinsamen Aktuator aufweisen. Hierdurch können Kosten und/oder Gewicht eingespart werden.
  • Die erste Elektromaschine kann mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden sein.
  • Ein Schaltelement, beispielsweise das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement, kann zum Verbinden oder Lösen von Gliedern des Hybridgetriebes dienen, wie von einem Losrad und einer Welle oder von zwei Wellen oder von einer Welle und einem Gehäuse oder von einem Zahnrad und einem Gehäuse. Ein Schaltelement kann durch eine Schaltkupplung gebildet sein, insbesondere durch eine formschlüssige Schaltkupplung, wie einer Klauenkupplung. Beispielsweise kann die Schaltkupplung durch eine formschlüssige Synchron-Schaltkupplung gebildet sein.
  • Die Schaltanordnung kann ein Doppelschaltelement aufweisen. Ein Doppelschaltelement beinhaltet zwei Schaltelemente, die unterschiedlichen Komponenten, insbesondere zwei Losrädern, zugeordnet sein können. Das Doppelschaltelement kann mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung schaltbar sein, beispielsweise um bei entsprechender Schaltstellung jeweils eines der beiden Losräder mit einer Welle zu verbinden. Das Doppelschaltelement kann eine Neutralstellung aufweisen, in der keines der beiden Komponenten, insbesondere keines der Losräder, mit der Welle verbunden ist. Das Doppelschaltelement kann eine Schaltgabel mit gemeinsamem Aktuator aufweisen. Durch ein Zusammenfassen von zwei Schaltelementen zu einem Doppelschaltelement können Kosten und/oder Gewicht eingespart werden.
  • Dabei bedeutet eine Betätigung oder ein Schließen des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement laufen mittels des Schaltelements unmittelbar drehfest miteinander verbundene Bauelemente unter gleicher Drehzahl, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand kann im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet werden.
  • Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um zwei Gänge für eine Anbindung der ersten Elektromaschine an die Ausgangswellenanordnung zu realisieren. Das Hybridgetriebe kann insbesondere eingerichtet sein, um mittels des ersten Planetenradsatzes zwei rein elektrische Gänge zu schalten.
  • Der erste Planetenradsatz kann als 2-Gang-Getriebe für die erste Elektromaschine dienen. Beispielsweise kann durch eine Betätigung des ersten Schaltelements ein erster rein elektrischer Gang eingelegt werden. Der erste elektrische gang kann auch von dem Verbrennungsmotor als zweiter verbrennungsmotorischer Gang verwendet werden. Durch Betätigung des zweiten Schaltelements kann beispielsweise ein zweiter rein elektrischer Gang eingelegt werden. Der erste rein elektrische Gang kann im Vergleich zu dem zweiten rein elektrischen Gang ein kürzerer rein elektrischer Gang sein. Zumindest einer der rein elektrischen Gänge oder beide rein elektrischen Gänge können zum Anfahren verwendet werden. Zumindest einer der elektrischen Gänge oder beide elektrische Gänge, beispielsweise der erste elektrische Gang und/oder der zweite elektrische Gang, können zum Vorwärtsfahren und/oder zum Rückwärtsfahren verwendet werden.
  • Eine Schaltung zwischen dem ersten rein elektrischen Gang und dem zweiten rein elektrischen Gang kann zugkraftunterbrochen erfolgen. Beispielsweise kann der erste rein elektrische Gang derart ausgestaltet sein, dass dieser bereits einen so großen Geschwindigkeitsbereich abdeckt, dass keine Schaltung in den zweiten rein elektrischen Gang benötigt wird. Hierdurch kann eine Zugkraftunterbrechung vermieden werden. Der erste rein elektrische Gang und der zweite elektrische Gang können beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass bei geringen Lastanforderungen oder Lastwechseln dennoch eine Schaltung zwischen dem ersten rein elektrischen Gang und dem zweiten rein elektrischen Gang für den Fahrer unbemerkt durchführbar ist.
  • Der erste Planetenradsatz kann zumindest teilweise radial innerhalb und/oder axial innerhalb der ersten Elektromaschine angeordnet sein. Der erste Planetenradsatz kann zumindest teilweise radial und/oder axial innerhalb eines Rotors der ersten Elektromaschine angeordnet sein. Der erste Planetenradsatz kann zumindest teilweise axial mit der ersten Elektromaschine ausgerichtet sein. Hierdurch kann eine axial kurze Bauweise erzielt werden.
  • Der erste Planetenradsatz kann eine Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes aufweisen. Die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes kann über eine Stirnradstufe mit der Ausgangswellenanordnung, beispielsweise mit der zweiten Ausgangswelle, verbunden sein.
  • Beispielsweise kann das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes den Antrieb des ersten Planetenradsatzes bilden. Der Steg des ersten Planetenradsatzes kann mit der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes verbunden sein. Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes kann mittels des ersten Schaltelements mit dem Gehäuse verbindbar sein.
  • Die verbrennungsmotorische Gangstufe kann ausgewählt sein aus einer Gruppe von Gängen umfassend einen ersten verbrennungsmotorischen Gang, einen zweiten verbrennungsmotorischen Gang, einen dritten verbrennungsmotorischen Gang, einen vierten verbrennungsmotorischen Gang, einen fünften verbrennungsmotorischen Gang, einen sechsten verbrennungsmotorischen Gang.
  • Ein Abtrieb des ersten Planetenradsatz kann mit einem Festrad und/oder einem Losrad derart verbunden sein, wobei das Festrad und/oder das Losrad auch zur Erzeugung eines verbrennungsmotorischen Gangs dienen können.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann die Gangstufe ein zweiter verbrennungsmotorischer Gang sein. Der Abtrieb des ersten Planetenradsatz kann mit einem Zahnrad verbunden sein, welches fest mit der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und welches mittels des dritten Schaltelements mit der ersten Eingangswelle verbindbar ist.
  • In anderen Worten kann der erste Planetenradsatz einen Abtrieb aufweisen, der mit einem Gangrad der Stirnrad-Getriebeanordnung verbunden sein kann. Das Gangrad kann eingerichtet sein, um zur Bildung eines zweiten verbrennungsmotorischen Gangs beizutragen. Alternativ hierzu kann das Gangrad eingerichtet sein, um zur Bildung eines dritten verbrennungsmotorischen Gangs beizutragen.
  • In anderen Worten kann der Abtrieb der Planetenradsatzanordnung, insbesondere die Abtriebswelle der Planetenradsatzanordnung, ein Festrad aufweisen, welches einen verbrennungsmotorischen Gang bildet, insbesondere den zweiten verbrennungsmotorischen Gang. Dieses Festrad kann in Zusammenschau mit dem dritten Schaltelement als Losrad für die erste Eingangswelle betrachtet werden.
  • Die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes kann mittels des dritten Schaltelements mit der ersten Eingangswelle verbindbar sein.
  • Das Hybridgetriebe kann eine zweite Elektromaschine aufweisen. Die zweite Elektromaschine kann mit der ersten Eingangswelle verbunden sein, beispielsweise mittels einer Radpaarung. Beispielsweise kann die zweite Elektromaschine über ein Festrad der ersten Eingangswelle mit der ersten Eingangswelle verbunden sein. Mittels der zweiten Elektromaschine kann beispielsweise ein rein elektrischer Betrieb ohne Ankoppelung eines Verbrennungsmotors möglich sein. Die zweiten Elektromaschine kann eingerichtet sein, um ohne Anbindung eines Verbrennungsmotors in einem der Gänge ausgewählt aus dem zweiten verbrennungsmotorischen Gang, dem dritten verbrennungsmotorischen Gang und dem vierten verbrennungsmotorischen Gang einen betrieb zu ermöglichen. Durch ein Zusammenwirken der zweiten Elektromaschine mit der ersten Elektromaschine kann eine zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung ermöglicht werden.
  • Die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle können über eine Kupplung miteinander verbindbar sein. Die erste Elektromaschine kann beispielsweise mittels der Kupplung mit der ersten Eingangswelle verbindbar sein.
  • Die Kupplung kann ein Schaltelement sein. Die Kupplung kann beispielsweise eine Reibkupplung sein. Alternativ hierzu kann die Kupplung eine formschlüssige Kupplung sein, beispielsweise eine Klauenkupplung. Die Kupplung kann eingerichtet sein, um wahlweise eine Drehmomentübertragung zwischen zwei Elementen zu ermöglichen, insbesondere zwischen der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle.
  • Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann eine Bremse, insbesondere eine Getriebebremse, aufweisen. Die Getriebebremse kann an die erste Eingangswelle angebunden sein. Die Getriebebremse kann beispielsweise an ein Festrad der ersten Eingangswelle angebunden sein.
  • Beispielsweise kann das Hybridgetriebe modular aufgebaut sein. Beispielsweise kann ein Festrad der ersten Eingangswelle wahlweise zur Anbindung einer Getriebebremse oder zur Anbindung einer zweiten Elektromaschine dienen. Hierdurch können Kosten eingespart werden.
  • Mittels der Getriebebremse kann beispielsweise eine Drehzahlanpassung unterstützt oder durchgeführt werden, welche direkt oder indirekt auf die erste Eingangswelle wirken kann. Die Getriebebremse kann hierbei als bremsendes Element für den Verbrennungsmotor und/oder für die Stirnrad-Getriebeanordnung wirken. Alternativ oder zusätzlich kann eine Drehzahlanpassung durch eine weitere Elektromaschine, beispielsweise durch die zweite Elektromaschine, welche mit dem Verbrennungsmotor verbindbar ist, unterstützt oder durchgeführt werden.
  • Das Hybridgetriebe kann eine Dämpfungseinrichtung, insbesondere einen Torsionsschwingungsdämpfer, aufweisen, wobei die Dämpfungseinrichtung mit der Getriebeantriebswelle verbunden ist.
  • Das Hybridgetriebe kann beispielsweise zwei Stirnradsatzebenen aufweisen. Das Hybridgetriebe kann beispielsweise höchstens zwei Stirnradsatzebenen aufweisen, insbesondere beispielsweise zuzüglich einer Abtriebsebene. Hierdurch kann erzielt werden, dass viel axialer Bauraum für eine große koaxiale Elektromaschine erzeugt wird. Das Hybridgetriebe kann lediglich zwei Stirnradsatzebenen zuzüglich einer Abtriebsebene aufweisen.
  • Die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes kann beispielsweise über eine der beiden Stirnradebenen mit der Ausgangswellenanordnung verbunden sein.
  • Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann eine erste Radsatzebene, insbesondere eine erste Stirnradsatzebene, aufweisen. Die erste Radsatzebene kann wenigstens einen schaltbaren Radsatz aufweisen, bevorzugt zwei schaltbare Radsätze, über den die erste Eingangswelle mit der Ausgangswellenanordnung verbindbar ist. Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann eine zweite Radsatzebene aufweisen, insbesondere eine zweite Stirnradsatzebene, die mindestens ein Zahnrad aufweist, das mit der Ausgangswellenanordnung verbunden ist.
  • Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann eine dritte Radsatzebene aufweisen, die mit der Ausgangswellenanordnung verbunden ist.
  • Die Stirnrad-Getriebeanordnung kann ein drittes Schaltelement und/oder ein viertes Schaltelement und/oder ein fünftes Schaltelement aufweisen.
  • Das Hybridgetriebe kann eine erste Schaltkupplungsebene aufweisen, die auf jener axialen Seite der ersten Radsatzebene angeordnet sein kann, die der zweiten Radsatzebene abgewendet ist. Alternativ hierzu kann das Hybridgetriebe eine erste Schaltkupplungsebene aufweisen, die auf jener axialen Seite der ersten Radsatzebene angeordnet sein kann, die der zweiten Radsatzebene zugewendet ist.
  • Die erste Schaltkupplungsebene kann das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement aufweisen. Die erste Ausgangswelle kann beispielsweise das vierte Schaltelement aufweisen. Die zweite Ausgangswelle kann das fünfte Schaltelement aufweisen. Die erste Schaltkupplungsebene kann genau zwei Schaltelemente aufweisen.
  • Das vierte Schaltelement kann eingerichtet sein, um ein Losrad der ersten Stirnradsatzebene auf der ersten Ausgangswelle mit der ersten Ausgangswelle zu verbinden, insbesondere zum Schalten in einen dritten verbrennungsmotorischen Gang. Das fünfte Schaltelement kann eingerichtet sein, um ein Losrad der ersten Stirnradsatzebene auf der zweiten Ausgangswelle mit der zweiten Ausgangswelle zu verbinden, insbesondere zum Schalten in einen vierten verbrennungsmotorischen Gang.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Hybridgetriebe eine zweite Schaltkupplungsebene aufweisen, die auf einer axialen Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet ist, die der zweiten Radsatzebene abgewendet ist. Die zweite Schaltkupplungsebene kann die Kupplung und/oder das dritte Schaltelement aufweisen.
  • Die erste Schaltkupplungsebene und die zweite Schaltkupplungsebene können parallel angeordnet sein.
  • Das Hybridgetriebe kann ein Differentialgetriebe aufweisen. Das Differentialgetriebe kann zumindest teilweise in der zweiten Stirnradsatzebene angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann die erste Stirnradsatzebene in axialer Richtung weiter entfernt von dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein als die zweite Stirnradsatzebene. Alternativ hierzu kann die zweite Stirnradsatzebene in axialer Richtung weiter entfernt von dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein als die erste Stirnradsatzebene. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Differentialgetriebe weiter von dem ersten Planetenradsatz weg angeordnet ist, als wenn die erste Stirnradsatzebene in axialer Richtung weiter entfernt von dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist als die zweite Stirnradsatzebene. Somit kann eine kürzere Seitenwelle, insbesondere zu einem linken Vorderrad hin, länger sein, als wenn die erste Stirnradsatzebene in axialer Richtung weiter entfernt von dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist als die zweite Stirnradsatzebene.
  • Das Hybridgetriebe kann vier verbrennungsmotorische Gänge aufweisen. Ein erster verbrennungsmotorischer Gang kann mit dem ersten elektrischen Gang kombiniert werden. Beispielsweise kann das Hybridgetriebe derart eingerichtet sein, dass der erste verbrennungsmotorischer Gang zwingend mit dem ersten elektrischen Gang kombiniert werden muss. Drei der vier verbrennungsmotorischen Gänge können reine verbrennungsmotorische Gänge sein, insbesondere bei abgekoppelter erster Elektromaschine.
  • Der zweite verbrennungsmotorische Gang und/oder der dritte verbrennungsmotorische Gang und/oder der vierte verbrennungsmotorische Gang können reine verbrennungsmotorische Gänge sein, insbesondere bei abgekoppelter erster Elektromaschine, können jedoch beispielsweise auch mit der ersten Elektromaschine und/oder mit einer zweiten Elektromaschine kombiniert werden.
  • Der zweite verbrennungsmotorische Gang und/oder der dritte verbrennungsmotorische Gang und/oder der vierte verbrennungsmotorische Gang können beispielsweise mit dem ersten elektrischen Gang oder mit dem zweiten elektrischen Gang kombinierbar sein.
  • Das fünfte Schaltelement und das vierte Schaltelement können zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein, insbesondere aufweisend nur genau eine Schaltgabel und einen gemeinsamen Aktuator. Das fünfte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder die erste Schaltkupplungsebene können in axialer Richtung näher an dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein als die erste Stirnradsatzebene und als die zweite Stirnradsatzebene.
  • Das dritte Schaltelement und die Kupplung können zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein, insbesondere aufweisend nur genau eine Schaltgabel und einen gemeinsamen Aktuator, beispielsweise als Innenschaltung von der ersten Eingangswelle aus. Hierdurch können Bauraum und Gewicht eingespart werden.
  • Das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement können zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein, insbesondere aufweisend nur genau eine Schaltgabel und einen gemeinsamen Aktuator, beispielsweise als Innenschaltung von der ersten Eingangswelle aus. Hierdurch können Bauraum und Gewicht eingespart werden.
  • Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um beim Betätigen des dritten Schaltelements den zweiten verbrennungsmotorischen Gang zu schalten. Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um beim Betätigen des vierten Schaltelements den dritten verbrennungsmotorischen Gang zu schalten. Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um beim Betätigen des fünften Schaltelements den vierten verbrennungsmotorischen Gang zu schalten. Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um beim Betätigen der Kupplung und des ersten Schaltelemets den ersten verbrennungsmotorischen Gang zu schalten.
  • Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um durch alleiniges Betätigen der Kupplung in einen Modus zum „Laden in Neutral“ zu schalten. Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um in dem Modus zum „Laden in Neutral“ eine Batterie zu laden. Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass eine Verbindung des Verbrennungsmotors mit der ersten Elektromaschine unabhängig von einem Abtrieb sein kann. Um in einem Modus zum „Laden in Neutral“ zu laden, kann mittels der Kupplung die erste Elektromaschine, insbesondere die zweite Eingangswelle, mit einem Verbrennungsmotor verbunden werden, insbesondere über die erste Eingangswelle, insbesondere unabhängig von einem Abtrieb.
  • Beispielsweise kann das Hybridgetriebe derart eingerichtet sein, dass die erste Elektromaschine einen Verbrennungsmotor starten kann und/oder dass die erste Elektromaschine generatorisch zur Stromerzeugung für einen Verbraucher dienen kann, beispielsweise im Fahrzeugstillstand.
  • Das Hybridgetriebe kann beispielsweise eingerichtet sein, um eine Absenkung der Drehzahl der ersten Elektromaschine durchzuführen. Beispielsweise kann das Hybridgetriebe derart eingerichtet sein, dass bei geöffneter Kupplung lastfrei im Hintergrund von dem ersten rein elektrischen Gang in den zweiten rein elektrischen Gang gewechselt werden kann, beispielsweise währenddessen der Verbrennungsmotor in dem zweiten verbrennungsmotorischen Gang oder in dem dritten verbrennungsmotorischen Gang oder in dem vierten verbrennungsmotorischen Gang die Zugkraft aufrechterhält. Hierdurch kann die Drehzahl der ersten Elektromaschine abgesenkt werden. Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass die erste Elektromaschine abgekoppelt werden kann, wenn der Verbrennungsmotor den zweiten verbrennungsmotorischen Gang oder den dritten verbrennungsmotorischen Gang oder den vierten verbrennungsmotorischen Gang nutzt. Hierdurch kann ein effizienter verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb ermöglicht werden.
  • Das Hybridgetriebe kann eingerichtet sein, um bei Gangwechseln zwischen den verbrennungsmotorischen Gängen, beispielsweise dem ersten verbrennungsmotorischen Gang und dem zweiten verbrennungsmotorischen Gang und dem dritten verbrennungsmotorischen Gang und dem vierten verbrennungsmotorischen Gang, die Zugkraft am Abtrieb über eine Elektromaschine, beispielsweise über die erste Elektromaschine und/oder über die zweite Elektromaschine, zu stützen. Währenddessen kann der Verbrennungsmotor die Gänge für sich genommen lastfrei wechseln, beispielsweise mittels der Kupplung und/oder einem dritten Schaltelement und/oder einem vierten Schaltelement und/oder einem fünften Schaltelement. Eine Synchronisation der beteiligten Schaltelemente, umfassend beispielsweise die Kupplung und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement, kann durch eine Drehzahlregelung, insbesondere durch eine Drehzahlanpassung, an dem Verbrennungsmotor erfolgen.
  • Das Hybridgetriebe kann ein 4-Gang-Hybridgetriebe mit einer koaxialen ersten Elektromaschine sein. Die erste Elektromaschine kann eine koaxiale Elektromaschine sein. Die Stirnrad-Getriebeanordung kann sehr kurz gebaut sein. Hierdurch kann ausreichend Baulänge für die erste Elektromaschine zur Verfügung stehen. Die erste Eingangswelle kann über das dritte Schaltelement mit der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes verbindbar sein, um eine zweite verbrennungsmotorische Gangstufe einzurichten.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem ersten elektrischen Gang durch das geschlossene erste Schaltelement elektromotorische Antriebsleistung von der ersten Elektromaschine über den ersten Planetenradsatz auf die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes und von dort über ein Festrad der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem Festrad der ersten Ausgangswelle kämmt, auf die erste Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der ersten Ausgangswelle kann die elektromotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden. Beispielsweise kann das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes den Antrieb bilden, der Steg den Abtrieb, währenddessen die Sonne an dem Gehäuse festgesetzt ist.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem zweiten elektrischen Gang durch das geschlossene zweite Schaltelement elektromotorische Antriebsleistung von der ersten Elektromaschine über den ersten Planetenradsatz auf die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes und von dort über ein Festrad der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem Festrad der ersten Ausgangswelle kämmt, auf die erste Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der ersten Ausgangswelle kann die elektromotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden. Der Planetenradsatz kann bei dem zweiten elektrischen Gang verblockt sein.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem ersten verbrennungsmotorischen Gang durch das geschlossene erste Schaltelement und die geschlossene Kupplung verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über den ersten Planetenradsatz auf die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes und von dort über ein Festrad der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem Festrad der ersten Ausgangswelle kämmt, auf die erste Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der ersten Ausgangswelle kann die verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem zweiten verbrennungsmotorischen Gang durch das geschlossene dritte Schaltelement verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über die Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes und von dort über ein Festrad der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem Festrad der ersten Ausgangswelle kämmt, auf die erste Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der ersten Ausgangswelle kann die verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem dritten verbrennungsmotorischen Gang durch das geschlossene vierte Schaltelement verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über ein Festrad der ersten Eingangswelle und ein mit diesem kämmenden Losrad der ersten Ausgangswelle auf die erste Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der ersten Ausgangswelle kann die verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem vierten verbrennungsmotorischen Gang durch das geschlossene fünfte Schaltelement verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über ein Festrad der ersten Eingangswelle und ein mit diesem kämmenden Losrad der zweiten Ausgangswelle auf die zweite Ausgangswelle übertragen werden kann. Von der zweiten Ausgangswelle kann die verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe übertragen werden.
  • Das Hybridgetriebe kann derart eingerichtet sein, dass bei einem Modus „Laden in Neutral“ durch die geschlossene Kupplung Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle über die zweite Eingangswelle zu der ersten Elektromaschine übertragen werden kann.
  • Das neue Hybridgetriebe kann eine Reduzierung einer axialen Baulänge unter Beibehaltung einer Ganganzahl bewirken.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe. Das Hybridgetriebe kann den Verbrennungsmotor aufweisen. Die erste Radsatzebene und die zweite Radsatzebene können in axialer Richtung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem ersten Planetenradsatz und/oder der ersten Elektromaschine angeordnet sein. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang kann eine Trennkupplung aufweisen, insbesondere eine Trennkupplung, welche eingerichtet ist, um die erste Eingangswelle zu unterbrechen. Die erste Trennkupplung kann insbesondere eingerichtet sein, um den Verbrennungsmotor und/oder die Dämpfungseinrichtung von dem Hybridgetriebe zu trennen. Hierdurch kann beispielsweise ein rein elektrischer Betrieb ermöglicht werden, beispielsweise mittels der ersten Elektromaschine und/oder mittels der zweiten Elektromaschine.
  • Mittels des neuen Hybridgetriebes und des neuen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs kann sich ein einfacher Aufbau bei einer kompakten Bauweise ergeben. Mittels des neuen Hybridgetriebes und des neuen einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs können Bauteilbelastungen und Getriebeverluste reduziert werden. Mittels des neuen Hybridgetriebes und des neuen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs können ein guter Verzahnungswirkungsgrad und eine gute Übersetzungsreihe erzielt werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1A eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 1B eine Schalttabelle für Gangstufen des Hybridgetriebes der 1A;
    • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und
    • 6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebstrangs mit einer schematischen Darstellung eines neuen Hybridgetriebes.
  • 1A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 10 für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 11 eines Kraftfahrzeugs. Das Hybridgetriebe 10 weist eine Getriebeantriebswelle 14 auf, an welcher ein Verbrennungsmotor 16, welcher nicht zu dem Hybridgetriebe 10 zählt, anschließbar ist. Weiterhin weist das Hybridgetriebe 10 eine erste Eingangswelle 18 auf, die mit der Getriebeantriebswelle 14 verbunden ist. Das Hybridgetriebe 10 weist weiterhin eine zweite Eingangswelle 20 und eine erste Elektromaschine 24 sowie eine der ersten Eingangswelle 18 zugeordnete Stirnrad-Getriebeanordnung 26 auf. Das Hybridgetriebe 10 weist weiterhin einen ersten Planetenradsatz 38 auf. Das Hybridgetriebe 10 weist weiterhin eine Ausgangswellenanordnung 22 auf, die mit der Stirnrad-Getriebeanordnung 26 verbindbar ist und mit dem ersten Planetenradsatz 38 verbindbar ist.
  • Die erste Eingangswelle 18 ist über ein drittes Schaltelement B mit einer Abtriebswelle 39 des ersten Planetenradsatzes 38 verbindbar, um wenigstens eine verbrennungsmotorische Gangstufe so einzurichten, dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle 18 über die Abtriebswelle 39 des ersten Planetenradsatzes 38 zu der Ausgangswellenanordnung 22 fließt. Die Gangstufe ist eine zweite verbrennungsmotorische Gangstufe.
  • Der erste Planetenradsatz 38 weist einen Abtrieb auf, der mit einem Gangrad 40 der Stirnrad-Getriebeanordnung 26 verbunden ist, wobei das Gangrad 40 eingerichtet ist, um zur Bildung des zweiten verbrennungsmotorischen Gangs beizutragen.
  • Das Hybridgetriebe 10 weist eine erste Schaltkupplungsebene 80 und eine zweite Schaltkupplungsebene 82 auf. Die Getriebeantriebswelle 14 ist über eine Dämpfungseinrichtung 56, insbesondere einen Torsionsdämpfer, mit der ersten Eingangswelle 20 verbunden. Das Hybridgetriebe 10 weist eine zweite Stirnradsatzebene 30 und eine erste Stirnradsatzebene 28 auf. Die zweite Stirnradsatzebene 30 ist zwischen der Dämpfungseinrichtung 56 und der ersten Stirnradsatzebene 28 angeordnet. Die Ausgangswellenanordnung 22 weist eine erste Ausgangswelle 34 und eine zweite Ausgangswelle 36 auf. Die erste Ausgangswelle 34 ist parallel zu der zweiten Ausgangswelle 36 und parallel zu der ersten Eingangswelle 18 angeordnet.
  • Die zweite Stirnradsatzebene 30 weist ein Festrad auf der zweiten Ausgangswelle 36 auf. Das Hybridgetriebe 10 weist ein Differentialgetriebe 60 auf. Das Festrad der zweiten Stirnradsatzebene 30, welches auf der zweiten Ausgangswelle 36 angeordnet ist, kämmt mit einem Zahnrad des Differentialgetriebes 60. Die zweite Stirnradsatzebene 30 weist ein Festrad auf der ersten Ausgangswelle 34 auf, welches ebenfalls mit dem Zahnrad des Differentialgetriebes 60 kämmt.
  • Die erste Stirnradsatzebene 28 weist ein Losrad auf der zweiten Ausgangswelle 36 auf, welches mittels eines fünften Schaltelements D mit der zweiten Ausgangswelle 36 verbindbar ist. Die erste Stirnradsatzebene 28 weist weiterhin ein Festrad auf der ersten Eingangswelle 18 auf, welches mit dem Losrad der ersten Stirnradsatzebene 28 auf der zweiten Ausgangswelle 36 kämmt. Die erste Stirnradsatzebene 28 weist weiterhin ein Losrad auf der ersten Ausgangswelle 34 auf, welches mittels eines vierten Schaltelements C mit der ersten Ausgangswelle 34 verbindbar ist, und welches mit dem Festrad der ersten Stirnradsatzebene 28 auf der ersten Eingangswelle 18 kämmt.
  • Das Hybridgetriebe 10 kann zwischen der ersten Stirnradsatzebene 28 und dem ersten Planetenradsatz 38 eine weitere Stirnradsatzebene aufweisen. Die weitere Stirnradsatzebene weist das Gangrad 40 auf. Das Gangrad 40 kann ein Festrad der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes 39 sein. Die weitere Stirnradsatzebene weist ein Festrad auf der ersten Ausgangswelle 34 auf, welches mit dem Gangrad 40 kämmt.
  • Der erste Planetenradsatz 38 ist in axialer Richtung weiter von der Dämpfungseinrichtung 56 entfernt als die weitere Stirnradsatzebene, insbesondere weiter als die erste Stirnradsatzebene 28. Der erste Planetenradsatz 38 ist in axialer Richtung zumindest teilweise innerhalb der ersten Elektromaschine 24 angeordnet. Die zweite Eingangswelle 20 ist als Hohlwelle ausgestaltet. Die erste Eingangswelle 18 ist als Vollwelle ausgestaltet. Die erste Eingangswelle 18 ist koaxial zu der zweiten Eingangswelle 20 angeordnet. Die erste Eingangswelle 18 ist in axialer Richtung zumindest teilweise innerhalb der zweiten Eingangswelle 20 angeordnet.
  • Das Hybridgetriebe 10 weist eine Schaltanordnung 52 auf. Die Schaltanordnung 52 weist ein erstes Schaltelement A und ein zweites Schaltelement E auf. Die Schaltanordnung 52 weist weiterhin eine Kupplung K3 und ein drittes Schaltelement B auf. Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement E sind zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Die Kupplung K3 und das dritte Schaltelement B sind zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Der erste Planetenradsatz 38 weist ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44 auf, welches mittels des ersten Schaltelements A mit einem Gehäuse 42 verbindbar ist. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44 ist mittels des zweiten Schaltelements E mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 46 verblockbar. Ein Rotor der ersten Elektromaschine 24 ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 46 verbunden. Der erste Planetenradsatz 38 weist einen Steg des ersten Planetenradsatzes 43 auf. Der Steg des ersten Planetenradsatzes 43 ist mit der Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes 39 verbunden. Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement E sind in axialer Richtung zwischen der ersten Stirnradsatzebene 28 und dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44 angeordnet. Die Kupplung K3 und das dritte Schaltelement B sind in axialer Richtung weiter von der Dämpfungseinrichtung 56 entfernt als das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44. Die Kupplung K3 ist eingerichtet, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 46 mit der ersten Eingangswelle 18 zu verbinden. Das dritte Schaltelement B ist eingerichtet, um die zweite Eingangswelle 20 mit der ersten Eingangswelle 18 zu verbinden.
  • 1B zeigt eine Schaltmatrix für das in 1A gezeigte Hybridgetriebe 10. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem ersten elektrischen Gang, wenn das erste Schaltelement A geschlossen ist, wobei die Kupplung K3, das dritte Schaltelement B, das vierte Schaltelement C, das fünfte Schaltelement D und das zweite Schaltelement E geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem zweiten elektrischen Gang, wenn das zweite Schaltelement E geschlossen ist, wobei die Kupplung K3, das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement B, das vierte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement D geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem ersten verbrennungsmotorischen Gang, wenn die Kupplung K3 und das erste Schaltelement A geschlossen sind, wobei das dritte Schaltelement B, das vierte Schaltelement C, das fünfte Schaltelement D und das zweite Schaltelement E geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem zweiten verbrennungsmotorischen Gang, wenn das dritte Schaltelement B geschlossen ist, wobei die Kupplung K3, das erste Schaltelement A, das vierte Schaltelement C, das fünfte Schaltelement D und das zweite Schaltelement E geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem dritten verbrennungsmotorischen Gang, wenn das vierte Schaltelement C geschlossen ist, wobei die Kupplung K3, das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement B, das fünfte Schaltelement D und das zweite Schaltelement E geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem vierten verbrennungsmotorischen Gang, wenn das fünfte Schaltelement D geschlossen ist, wobei die Kupplung K3, das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement B, das vierte Schaltelement C und das zweite Schaltelement E geöffnet sind. Das Hybridgetriebe 10 ist in einem Modus zum „Laden in Neutral“, wenn die Kupplung K3 geschlossen ist, wobei das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement B, das vierte Schaltelement C, das fünfte Schaltelement D und das zweite Schaltelement E geöffnet sind.
  • Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 10 unterscheidet sich von dem in 1A dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 10 lediglich durch Anbindung einer Bremse, insbesondere einer Getriebebremse 48, an die erste Eingangswelle 18. Die Getriebebremse 48 ist über eine Welle mit einem Festrad verbunden, welches mit dem Festrad auf der ersten Stirnradsatzebene 28 auf der ersten Eingangswelle 18 kämmt.
  • Alternativ zu der Getriebebremse 48 kann das Hybridgetriebe 10 eine Motorbremse an der ersten Eingangswelle 18 aufweisen. Die Anbindung einer Getriebebremse 48 an die erste Eingangswelle 18 hat den Vorteil, dass es sich um eine modulare Bauweise des Hybridgetriebes 10 handelt, wobei anstelle der Getriebebremse 48 eine zweite Elektromaschine 50 angeordnet werden kann.
  • Die Schaltmatrix des zweiten Ausführungsbeispiels nach 2 entspricht der Schaltmatrix nach 1 B. Eine Getriebebremse kann auch mit anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 10 kombiniert werden.
  • Das Hybridgetriebe 10, welches in 3 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem Hybridgetriebe 10 aus 2 lediglich dadurch, dass anstelle einer Getriebebremse 48 eine zweite Elektromaschine 50 an die erste Eingangswelle 18 angebunden ist. Die zweite Elektromaschine 50 ist an das Festrad auf der ersten Stirnradsatzebene 28 der ersten Eingangswelle 18 angebunden. Die Schaltmatrix des dritten Ausführungsbeispiels eines Hybridgetriebes 10 nach 3 entspricht der Schaltmatrix nach 1 B.
  • Eine zweite Elektromaschine 50 kann auch mit anderen Ausführungsbeispielen des Hybridgetriebes 10 kombiniert werden.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 10 nach 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 10 nach 1 lediglich durch eine Variation der möglichen Verblockung des ersten Planetenradsatzes 38. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist das zweite Schaltelement E eingerichtet, um in einem geschlossenen Zustand das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes 43 zu verblocken. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 hingegen ist das zweite Schaltelement E eingerichtet, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 44 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 46 zu verblocken.
  • Eine nicht in den Figuren dargestellte Variante des Hybridgetriebes 10 könnte ein zweites Schaltelement E aufweisen, welches eingerichtet ist, um den Steg des ersten Planetenradsatzes 43 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 46 zu verblocken.
  • Das in 5 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 10 unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel durch eine zweite Elektromaschine 50, welche an das Festrad auf der ersten Stirnradsatzebene 28 auf der ersten Eingangswelle 18 angebunden ist sowie durch Hinzufügung einer Trennkupplung K0, welche eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor 16 und die Dämpfungseinrichtung 56 wahlweise anzukoppeln oder abzukoppeln.
  • Die Trennkupplung K0 ist eingerichtet, um bei geöffneter Trennkupplung K0 einen rein elektrischen Fahrbetrieb mittels der zweiten Elektromaschine 50 zu ermöglichen. Beispielsweise kann es möglich sein, während einer Schaltung von dem ersten elektrischen Gang in den zweiten elektrischen Gang für die erste Elektromaschine 24 mit der zweiten Elektromaschine 50 am Abtrieb anzutreiben, beispielsweise in einem der Gänge ausgewählt aus dem zweiten verbrennungsmotorischen Gang, dem dritten verbrennungsmotorischen Gang und dem vierten verbrennungsmotorischen Gang, so dass eine zugkraft-unterbrechungsfreie Schaltung ermöglicht wird.
  • 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines neuen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 11 für ein Kraftfahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel des neuen Hybridgetriebes 10, wie beispielsweise in einer der 1A bis 9 dargestellt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 11 weist zwei Antriebsräder 58 auf. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 11 weist ein Hybridgetriebe 10 auf. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 11 weist einen Verbrennungsmotor 16 auf. Der Verbrennungsmotor 16 ist über eine Dämpfungseinrichtung 56 mit der Stirnrad-Getriebeanordnung 26 verbunden. Das Hybridgetriebe 10 kann entsprechend eines der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgestaltet sein. Das Hybridgetriebe 10 weist weiterhin ein Differentialgetriebe 60 auf, welches eingerichtet ist, um Drehmoment auf die Räder 58 zu übertragen
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hybridgetriebe
    11
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    Getriebeantriebswelle
    16
    Verbrennungsmotor
    18
    erste Eingangswelle
    20
    zweite Eingangswelle
    22
    Ausgangswellenanordnung
    24
    erste Elektromaschine
    26
    Stirnrad-Getriebeanordnung
    28
    erste Stirnradsatzebene
    30
    zweite Stirnradsatzebene
    34
    erste Ausgangswelle
    36
    zweite Ausgangswelle
    38
    erster Planetenradsatz
    39
    Abtriebswelle des ersten Planetenradsatzes
    40
    Gangrad
    42
    Gehäuse
    43
    Steg des ersten Planetenradsatzes
    44
    Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
    46
    Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
    48
    Getriebebremse
    50
    zweite Elektromaschine
    52
    Schaltanordnung
    56
    Dämpfungseinrichtung
    58
    Antriebsräder
    60
    Differentialgetriebe
    80
    erste Schaltkupplungsebene
    82
    zweite Schaltkupplungsebene
    K3
    Kupplung
    A
    erstes Schaltelement
    E
    zweites Schaltelement
    B
    drittes Schaltelement
    C
    viertes Schaltelement
    D
    fünftes Schaltelement
    K0
    Trennkupplung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2017/0129323 [0002]

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (10) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (11) eines Kraftfahrzeugs, das Hybridgetriebe (10) mit - einer Getriebeantriebswelle (14) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes (10) mit einem Verbrennungsmotor (16) des Kraftfahrzeugs, - einer ersten Eingangswelle (18), die mit der Getriebeantriebswelle (14) verbunden ist, - einer zweiten Eingangswelle (20), - einer ersten Elektromaschine (24), die mit der zweiten Eingangswelle (20) verbunden ist, - einer der ersten Eingangswelle (18) zugeordneten Stirnrad-Getriebeanordnung (26), - einem ersten Planetenradsatz (38), - einer Ausgangswellenanordnung (22), die mit der Stirnrad-Getriebeanordnung (26) verbindbar ist und die über den ersten Planetenradsatz (38) mit der ersten Elektromaschine (24) verbindbar ist, wobei die erste Eingangswelle (18) über ein drittes Schaltelement (B) mit einer Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) verbindbar ist, um wenigstens eine verbrennungsmotorische Gangstufe so einzurichten, dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Eingangswelle (18) über die Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) zu der Ausgangswellenanordnung (22) fließt.
  2. Hybridgetriebe nach Anspruch 1, wobei der erste Planetenradsatz (38) schaltbar ist.
  3. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (46) den Antrieb des ersten Planetenradsatzes (38) bildet, wobei ein Steg des ersten Planetenradsatzes (43) mit der Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (44) mittels eines ersten Schaltelements (A) mit dem Gehäuse (42) verbindbar ist.
  4. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hybridgetriebe (10) eingerichtet ist, um zwei Gänge für eine Anbindung der ersten Elektromaschine (24) an die Ausgangswellenanordnung (22) zu realisieren.
  5. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Planetenradsatz (38) zumindest teilweise radial innerhalb und/oder axial innerhalb der ersten Elektromaschine (24) angeordnet ist.
  6. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Hybridgetriebe (10) eine zweite Elektromaschine (50) aufweist.
  7. Hybridgetriebe nach Anspruch 6, wobei die zweite Elektromaschine (50) mit der ersten Eingangswelle (18) verbunden ist.
  8. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Eingangswelle (18) und die zweite Eingangswelle (20) über eine Kupplung (K3) miteinander verbindbar sind.
  9. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ausgangswellenanordnung (22) eine erste Ausgangswelle (34) und eine zweite Ausgangswelle (36) aufweist.
  10. Hybridgetriebe nach Anspruch 10, wobei die erste Ausgangswelle (34) ein viertes Schaltelement (C) aufweist, wobei die zweite Ausgangswelle (36) ein fünftes Schaltelement (D) aufweist.
  11. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Stirnrad-Getriebeanordnung (26) eine Getriebebremse (48) aufweist.
  12. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Stirnrad-Getriebeanordnung (26) aufweist: - eine erste Stirnradsatzebene (28), die wenigstens einen schaltbaren Radsatz aufweist, über den die erste Eingangswelle (18) mit der Ausgangswellenanordnung (22) verbindbar ist, und - eine zweite Stirnradsatzebene (30), die mindestens ein Zahnrad aufweist, das mit der Ausgangswellenanordnung (22) verbunden ist.
  13. Hybridgetriebe nach Anspruch 12, wobei das Hybridgetriebe (10) eine erste Schaltkupplungsebene (80) aufweist, die auf jener axialen Seite der ersten Radsatzebene (28) angeordnet ist, die der zweiten Radsatzebene (30) abgewendet ist und/oder wobei das Hybridgetriebe (10) eine zweite Schaltkupplungsebene (82) aufweist, die auf einer axialen Seite des ersten Planetenradsatzes (38) angeordnet ist, die der zweiten Radsatzebene (30) abgewendet ist.
  14. Hybridgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Eingangswelle (18) über das dritte Schaltelement (B) mit der Abtriebswelle (39) des ersten Planetenradsatzes (38) verbindbar ist, um eine zweite verbrennungsmotorische Gangstufe einzurichten.
  15. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem Hybridgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (11) den Verbrennungsmotor (16) aufweist.
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