DE102020214519A1 - Hybrid transmission for an automotive powertrain - Google Patents

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DE102020214519A1
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shaft
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hybrid transmission
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German (de)
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Fabian Kutter
Martin Brehmer
Matthias Horn
Oliver BAYER
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Michael Wechs
Thomas Kroh
Max Bachmann
Peter Ziemer
Juri Pawlakowitsch
Stefan Beck
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F16H3/093Toothed 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

Hybrid-Getriebe (14) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (10), mit einer ersten Welle (20) zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor (12); mit einer zweiten Welle (22), die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes (C;A) schaltbaren Gangradsatz (24;30) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (22) mit einem Abtrieb (17) verbunden ist; mit einer dritten Welle (40), die mittels wenigstens eines Schaltelementes (E;F) mit einer ersten Elektromaschine (EM1) verbindbar ist, wobei die erste Elektromaschine (EM1) koaxial zu der dritten Welle (40) angeordnet ist und wobei die dritte Welle (40) über einen Koppelradsatz (42) mit der zweiten Welle (22) verbunden ist; wobei die dritte Welle (40) parallel versetzt zu der ersten Welle (20) angeordnet ist, so dass die erste Elektromaschine (EM1) achsversetzt gegenüber der ersten Welle (20) angeordnet ist.

Figure DE102020214519A1_0000
Hybrid transmission (14) for a motor vehicle drive train (10), with a first shaft (20) for connection to an internal combustion engine (12); with a second shaft (22) which can be connected to the first shaft (20) via at least one gear wheel set (24; 30) which can be shifted by means of a shifting element (C;A), the second shaft (22) having an output (17) connected is; with a third shaft (40) which can be connected to a first electric machine (EM1) by means of at least one switching element (E;F), the first electric machine (EM1) being arranged coaxially with the third shaft (40) and the third shaft (40) is connected to the second shaft (22) via a coupling gear set (42); wherein the third shaft (40) is arranged offset parallel to the first shaft (20), so that the first electric machine (EM1) is arranged off-axis relative to the first shaft (20).
Figure DE102020214519A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer ersten Welle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor, mit einer zweiten Welle, die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes schaltbaren Gangradsatz mit der ersten Welle verbindbar ist, wobei die zweite Welle mit einem Abtrieb verbunden ist, und mit einer dritten Welle, die mittels wenigstens eines Schaltelementes mit einer ersten Elektromaschine verbindbar ist.The present invention relates to a hybrid transmission for a motor vehicle drive train, with a first shaft for connection to an internal combustion engine, with a second shaft which can be connected to the first shaft via at least one gear wheel set that can be shifted by means of a shifting element, the second shaft having an output is connected, and with a third shaft which can be connected to a first electric machine by means of at least one switching element.

Hybrid-Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen generell einen Verbrennungsmotor auf, der Antriebsleistung zum Antreiben des Kraftfahrzeuges bereitstellen kann, sowie eine Elektromaschine, die je nach Betriebsart alternativ oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug bereitstellen kann.Hybrid drive trains for motor vehicles generally have an internal combustion engine that can provide drive power for driving the motor vehicle, and an electric machine that can provide drive power for the motor vehicle as an alternative or in addition to the internal combustion engine, depending on the operating mode.

Bei Hybrid-Antriebssträngen wird zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Konzepten unterschieden, die jeweils eine unterschiedliche Anbindung der Elektromaschine an eine Getriebeanordnung des Hybrid-Antriebsstranges vorsehen. Bei Doppelkupplungsgetrieben ist eine typische Variante darin zu sehen, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einem Eingangsglied der Doppelkupplungsanordnung anzuordnen. Auch ist es bekannt, bei Doppelkupplungsgetrieben eine elektrische Maschine einem der zwei Teilgetriebe zuzuordnen.In the case of hybrid drive trains, a distinction is made between a large number of different concepts, each of which provides for a different connection of the electric machine to a transmission arrangement of the hybrid drive train. In the case of double clutch transmissions, a typical variant is to arrange an electric machine concentrically to an input element of the double clutch arrangement. It is also known to assign an electric machine to one of the two sub-transmissions in dual-clutch transmissions.

Ferner ist es bekannt, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einer ersten Eingangswelle anzuordnen, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine mit einer Hohlwelle verbunden ist, die um die Eingangswelle herum angeordnet ist.It is also known to arrange an electrical machine concentrically to a first input shaft, with a rotor of the electrical machine being connected to a hollow shaft which is arranged around the input shaft.

Aus dem Dokument DE 10 2013 215 114 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem eine Elektromaschine über einen Stirnradsatz an eine Ausgangswelle eines Hybrid-Getriebes anbindbar ist. Ferner ist es aus diesem Dokument bekannt, eine Elektromaschine koaxial zu einer Getriebeausgangswelle anzuordnen, und zwar axial versetzt zu einem Planetenradsatz, der als Überlagerungsgetriebe für elektromotorische Antriebsleistung und für verbrennungsmotorische Antriebsleistung ausgebildet ist. From the document DE 10 2013 215 114 A1 a hybrid drive of a motor vehicle is known, in which an electric machine can be connected to an output shaft of a hybrid transmission via a spur gear set. It is also known from this document to arrange an electric machine coaxially to a transmission output shaft, namely axially offset to a planetary gear set, which is designed as a superimposed transmission for electric motor drive power and for internal combustion engine drive power.

Hybrid-Getriebe sind dabei vorzugsweise als Lastschaltgetriebe ausgebildet. Insbesondere bei einem Einbau in einem Kraftfahrzeug quer zur Antriebsrichtung (front-quer oder heck-quer) ist die axiale Baulänge des Hybrid-Getriebes von großer Bedeutung. Ferner ist bei einem Einbau quer zur Fahrtrichtung häufig auf die Einbauumgebung Rücksicht zu nehmen. Engstellen sind ggf. ein Gelenk von Seitenwellen, eine Getriebeaufhängung und/oder ein unterer Fahrzeuglängsträger.Hybrid transmissions are preferably designed as power shift transmissions. The axial overall length of the hybrid transmission is of great importance, particularly when installed in a motor vehicle transversely to the drive direction (front-transverse or rear-transverse). Furthermore, when installing transversely to the direction of travel, the installation environment must often be taken into account. Bottlenecks may be a side shaft joint, a transmission mount and/or a lower longitudinal member of the vehicle.

Generell ist es bevorzugt, wenn eine Elektromaschine, die Antriebsleistung für einen Hybridantriebsstrang bereitstellt, einen großen Außendurchmesser aufweist. Derartige Elektromaschinen haben häufig eine axial kurze Bauweise, passen aufgrund des großen Außendurchmessers jedoch häufig schlecht in einen Einbauraum. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Elektromaschine auf einer dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite in Richtung hin zu einem Rad des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.It is generally preferred if an electric machine that provides drive power for a hybrid drive train has a large outer diameter. Such electric machines often have an axially short design, but often do not fit well into an installation space due to the large outside diameter. This applies in particular when the electric machine is arranged on a side facing away from the internal combustion engine in the direction of a wheel of the motor vehicle.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang anzugeben.Against this background, it is an object of the present invention to specify an improved hybrid transmission for a motor vehicle drive train.

Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer ersten Welle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor mit einer zweiten Welle, die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes schaltbaren Gangradsatzes mit der ersten Welle verbindbar ist, wobei die zweite Welle mit einem Abtrieb verbunden ist, mit einer dritten Welle, die mittels wenigstens eines Schaltelementes mit einer ersten Elektromaschine verbindbar ist, wobei die erste Elektromaschine koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist und wobei die dritte Welle über einen Koppelradsatz mit der zweiten Welle verbunden ist, wobei die dritte Welle parallel versetzt zu der ersten Welle angeordnet ist, so dass die erste Elektromaschine achsversetzt gegenüber der ersten Welle angeordnet ist.The above object is achieved by a hybrid transmission for a motor vehicle drive train, with a first shaft for connection to an internal combustion engine with a second shaft, which can be connected to the first shaft via at least one gear wheel set that can be shifted by means of a shifting element, the second shaft being connected to a is connected to the output, with a third shaft, which can be connected to a first electric machine by means of at least one shifting element, the first electric machine being arranged coaxially to the third shaft and the third shaft being connected to the second shaft via a coupling gear set, the third Shaft is arranged offset parallel to the first shaft, so that the first electric machine is arranged off-axis relative to the first shaft.

Das Hybrid-Getriebe beinhaltet eine erste Elektromaschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung. Ferner beinhaltet das Hybrid-Getriebe eine erste Welle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor. Die erste Welle ist vorzugsweise eine Getriebeeingangswelle und ist vorzugsweise koaxial mit dem Verbrennungsmotor zu verbinden. Das Hybrid-Getriebe ist dabei dazu ausgebildet, einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb durchzuführen, wobei verbrennungsmotorische Antriebsleistung über die erste Welle, den wenigstens einen schaltbaren Gangradsatz und die zweite Welle zu dem Abtrieb geführt werden kann.The hybrid transmission includes a first electric machine for providing drive power. The hybrid transmission also includes a first shaft for connection to an internal combustion engine. The first shaft is preferably a transmission input shaft and is preferably to be connected coaxially to the internal combustion engine. The hybrid transmission is designed to carry out a purely internal combustion engine driving operation, with internal combustion engine drive power being able to be routed to the output via the first shaft, the at least one switchable gear wheel set and the second shaft.

Der Abtrieb kann dabei eine Leistungsverteilungseinrichtung wie ein Differential beinhalten.The output can include a power distribution device such as a differential.

Ferner kann elektromotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine über das wenigstens eine Schaltelement auf die dritte Welle geführt werden, und von dort über den Koppelradsatz zu der zweiten Welle, die mit dem Abtrieb verbunden ist.Furthermore, electromotive drive power of the first electric machine can be routed via the at least one switching element to the third shaft, and from there via the coupling gear set to the second shaft, which is connected to the output.

Der Koppelradsatz ist vorzugsweise ein Stirnradsatz, mittels dessen eine Übersetzung zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Welle eingerichtet werden kann. Verbrennungsmotorische Leistung und elektromotorische Leistung können in der zweiten Welle aufsummiert werden. Das Hybrid-Getriebe kann einen Planetenradsatz zum Einrichten einer weiteren Vorübersetzung zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Welle beinhalten, wobei der Planetenradsatz vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist.The coupling gear set is preferably a spur gear set, by means of which a gear ratio can be set up between the first electric machine and the second shaft. Combustion engine power and electromotive power can be summed up in the second wave. The hybrid transmission may include a planetary gear set for establishing a further pre-ratio between the first electric machine and the second shaft, the planetary gear set preferably being arranged coaxially with the third shaft.

Die dritte Welle ist parallel versetzt zu der ersten Welle angeordnet, und zwar derart, dass die erste Elektromaschine achsversetzt gegenüber der ersten Welle angeordnet ist.The third shaft is offset parallel to the first shaft in such a way that the first electric machine is offset from the axis of the first shaft.

Durch diese Maßnahme kann ein Achsversatz im Wesentlichen eingerichtet werden zwischen der ersten Welle, die vorzugsweise koaxial zu einer Verbrennungsmotor-Antriebswelle angeordnet ist, und der ersten Elektromaschine, die koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist.This measure allows an axial offset to be set up essentially between the first shaft, which is preferably arranged coaxially to an internal combustion engine drive shaft, and the first electric machine, which is arranged coaxially to the third shaft.

Ferner ist die erste Elektromaschine vorzugsweise im Bereich von einem axialen Ende des Hybrid-Getriebes angeordnet. Die erste Elektromaschine weist vorzugsweise einen relativ großen Außendurchmesser auf. Durch den Achsversatz zwischen der ersten Welle und der dritten Welle ist es dennoch möglich, eine derart große Elektromaschine in einem Front-Quer-Einbauraum in einem Kraftfahrzeug unterzubringen, wobei Engstellen wie ein Gelenk einer Seitenwelle des Fahrzeugs, eine Getriebeaufhängung und/oder ein unterer Fahrzeuglängsträger „vermieden“ werden können bzw. den Einbau nicht verhindern. Mit anderen Worten kann trotz dieser Engstellen eine vergleichsweise große erste Elektromaschine mit einem großen Durchmesser in dem Hybrid-Getriebe verwendet werden.Furthermore, the first electric machine is preferably arranged in the area of an axial end of the hybrid transmission. The first electric machine preferably has a relatively large outer diameter. Due to the axial offset between the first shaft and the third shaft, it is still possible to accommodate such a large electric machine in a front transverse installation space in a motor vehicle, with bottlenecks such as a joint of a side shaft of the vehicle, a transmission suspension and/or a lower vehicle longitudinal member can be "avoided" or do not prevent installation. In other words, despite these bottlenecks, a comparatively large first electric machine with a large diameter can be used in the hybrid transmission.

Das Hybrid-Getriebe beinhaltet vorzugsweise für den verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb mindestens zwei und vorzugsweise maximal sechs Vorwärtsgangstufen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zahl der Vorwärtsgangstufen für den rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb vier beträgt. Hierdurch kann ein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb über einen großen Geschwindigkeitsbereich realisiert werden.The hybrid transmission preferably contains at least two and preferably a maximum of six forward gears for driving with the internal combustion engine. It is particularly preferred if the number of forward gears for purely internal combustion engine driving is four. As a result, internal combustion engine driving can be implemented over a large speed range.

Für einen elektromotorischen Fahrbetrieb ist das Hybrid-Getriebe so ausgelegt, dass dieser entweder in einer einzelnen Gangstufe realisiert werden kann, vorzugsweise jedoch in zwei unterschiedlichen Gangstufen. Folglich kann auch ein elektromotorischer Fahrbetrieb über einen relativ großen Geschwindigkeitsbereich realisiert werden.For driving with an electric motor, the hybrid transmission is designed in such a way that it can either be implemented in a single gear, but preferably in two different gears. Consequently, electric motor driving can also be implemented over a relatively large speed range.

Vorzugsweise können elektromotorische Antriebsleistung und verbrennungsmotorische Antriebsleistung in der zweiten Welle aufsummiert werden, um dann gemeinsam zum Abtrieb geführt zu werden.Electromotive drive power and internal combustion engine drive power can preferably be summed up in the second shaft in order to then be guided together to the output.

Vorzugsweise weist das Hybrid-Getriebe keine mechanische Rückwärtsgangstufe auf. Ein Rückwärtsfahrbetrieb wird vorzugsweise ausschließlich mittels der ersten Elektromaschine (und/oder mittels einer optional vorgesehenen zweiten Elektromaschine) durchgeführt.The hybrid transmission preferably has no mechanical reverse gear stage. Reversing operation is preferably carried out exclusively by means of the first electric machine (and/or by means of an optionally provided second electric machine).

Die erste Elektromaschine kann auch zur Stützung der Zugkraft bei Gangwechseln im rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb genutzt werden.The first electric machine can also be used to support the traction when changing gears in purely combustion engine driving mode.

Dadurch, dass die dritte Welle mittels wenigstens eines Schaltelementes mit der ersten Elektromaschine verbindbar ist, kann die erste Elektromaschine in dem rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb abgekoppelt werden, so dass Schleppverluste vermieden werden.Because the third shaft can be connected to the first electric machine by means of at least one switching element, the first electric machine can be decoupled in purely internal combustion engine driving mode, so that drag losses are avoided.

Die folgenden Begriffe lassen sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere wie folgt verstehen:

  • Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen. Zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder sind insbesondere als zwei Zahnräder zu verstehen, deren Verzahnungen 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 (sog. Konstanten-Radsatz). Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad (s.u.) sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Gangstufe (s.u.) definieren.
In the context of the present disclosure, the following terms can be understood in particular as follows:
  • A pair of wheels contains exactly two gears that mesh with each other. Two meshing gears are to be understood in particular as two gears whose teeth mesh. The gear wheels preferably each have face teeth, are preferably arranged in a radial plane and are preferably each associated with a different shaft. The gears of the gear pair can be two fixed gears (so-called constant gear set). In a switchable pair of wheels, the two gears can be a fixed wheel and a loose wheel (see below), which preferably together define a gear (see below).

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 Radsatzebene liegen. Sofern ein Radsatz ein Festrad aufweist, das mit zwei unterschiedlichen Losrädern in Eingriff steht, kann der Radsatz zwei Gangstufen definieren; man spricht in diesem Fall auch von einer Doppelnutzung des Festrades. Generell kann ein Radsatz auch ein Planetenradsatz sein.A wheel set contains at least two mutually meshing (in particular meshing) gears, and can contain one or more wheel pairs, which preferably lie in a common radial wheel set plane. If a wheelset has a fixed wheel that meshes with two different loose wheels, the wheelset can define two gears; in this case one also speaks of a dual use of the fixed wheel. In general, a gear set can also be a planetary gear set.

Ein Losrad ist ein drehbar an einer Welle gelagertes Zahnrad, das mittels eines Schaltelementes mit der Welle verbindbar oder davon entkoppelbar ist. Ein Festrad ist ein an einer Welle drehfest festgelegtes Zahnrad.A loose wheel is a gear wheel which is rotatably mounted on a shaft and which can be connected to or decoupled from the shaft by means of a switching element. A fixed wheel is a gear wheel fixed to a shaft in a rotationally fixed manner.

Ein Schaltelement dient zum Verbinden oder Lösen von Gliedern, wie einem Losrad und einer Welle, und ist vorliegend insbesondere durch eine Schaltkupplung gebildet, insbesondere eine formschlüssige Schaltkupplung, wie eine Klauenkupplung. Die Schaltkupplung kann jedoch auch eine Synchron-Schaltkupplung sein.A shifting element is used to connect or release links, such as a loose wheel and a shaft, and is formed here in particular by a shifting clutch, in particular a positive shifting clutch, such as a claw clutch. However, the clutch can also be a synchronous clutch.

Ein Doppelschaltelement beinhaltet zwei Schaltelemente, die vorzugsweise unterschiedlichen Losrädern an einer Welle zugeordnet sind und die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ schaltbar sind, um jeweils eines der Losräder mit der Welle zu verbinden. Ferner beinhaltet das Doppelschaltelement eine Neutralstellung, in der keines der beiden Losräder mit der Welle verbunden ist.A double switching element contains two switching elements, which are preferably assigned to different idler wheels on a shaft and which can be switched alternatively by means of a single actuating device in order to connect one of the idler wheels to the shaft. Furthermore, the double switching element includes a neutral position in which neither of the two loose wheels is connected to the shaft.

Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. 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.Two relatively rotatable members are connected when they are positively rotating at a proportional speed. The term connected is to be equated with "effectively connected". A "rotational connection" means that the two links rotate at the same speed. Two members are connectable if they can either be connected or disconnected from each other. The links can preferably be connected to one another by means of a switching element such as a clutch or a brake.

Zwei Elemente sind axial ausgerichtet, wenn sie sich in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen und/oder wenn sie in einer gemeinsamen Radialebene liegen.Two elements are axially aligned if they at least partially overlap in the axial direction and/or if they lie in a common radial plane.

Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.The task is completely solved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Hybrid-Getriebes weist der Koppelradsatz ein an der dritten Welle festgelegtes Festrad sowie ein an der zweiten Welle festgelegtes Festrad auf, die entweder direkt miteinander in Eingriff stehen oder über ein Zwischenrad verbunden sind.According to a preferred embodiment of the hybrid transmission, the coupling gear set has a fixed wheel fixed to the third shaft and a fixed wheel fixed to the second shaft, which are either directly engaged with one another or are connected via an intermediate wheel.

Der Koppelradsatz liegt vorzugsweise axial in einem Bereich zwischen dem wenigstens einen schaltbaren Gangradsatz und der ersten Elektromaschine.The coupling gear set is preferably located axially in an area between the at least one shiftable gear set and the first electric machine.

Sofern die Festräder über ein Zwischenrad verbunden sind, ist es bevorzugt, wenn das Zwischenrad drehbar an der ersten Welle gelagert ist. Auf diese Weise kann ein definierter und relativ großer Achsversatz zwischen der dritten Welle und der ersten Welle eingerichtet werden. Zudem kann eine separate Welle für das Zwischenrad eingespart werden.If the fixed wheels are connected via an intermediate wheel, it is preferred if the intermediate wheel is rotatably mounted on the first shaft. In this way, a defined and relatively large axial offset can be set up between the third shaft and the first shaft. In addition, a separate shaft for the intermediate wheel can be saved.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn das an der dritten Welle festgelegte Festrad und das an der zweiten Welle festgelegte Festrad in einer gemeinsamen Radsatzebene angeordnet sind.It is advantageous here if the fixed wheel fixed to the third shaft and the fixed wheel fixed to the second shaft are arranged in a common wheelset plane.

In diesem Fall liegt der Koppelradsatz in dieser gemeinsamen Radsatzebene, in der auch das Zwischenrad angeordnet ist. Hierdurch kann ein axial kompakter Aufbau erreicht werden.In this case, the coupling wheel set lies in this common wheel set plane, in which the intermediate wheel is also arranged. As a result, an axially compact structure can be achieved.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zwischenrad ein Doppelzahnrad, das in einer ersten Radsatzebene mit dem an der dritten Welle festgelegten Festrad in Eingriff steht und das in einer axial versetzten zweiten Radsatzebene mit dem an der zweiten Welle festgelegten Festrad in Eingriff steht.According to a further preferred embodiment, the intermediate wheel is a double gear wheel which meshes with the fixed wheel fixed to the third shaft in a first wheel set plane and which meshes with the fixed wheel fixed to the second shaft in an axially offset second wheel set plane.

Unter einem Doppelzahnrad wird vorliegend verstanden, dass dieses an einem Grundkörper zwei axial versetzte Zahnräder beinhaltet, die insbesondere unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche Zahnzahlen haben. Auf diese Art und Weise kann das Doppelzahnrad dazu verwendet werden, um die Größe der Übersetzung zwischen Drehzahl des an der dritten Welle festgelegten Festrades und Drehzahl des an der zweiten Welle festgelegten Festrades in einem noch größeren Bereich einstellen zu können.A double gear is understood here to mean that it contains two axially offset gears on a base body, which in particular have different diameters and/or different numbers of teeth. In this way, the double gear wheel can be used to be able to adjust the size of the translation between the speed of the fixed wheel fixed to the third shaft and the speed of the fixed wheel fixed to the second shaft in an even larger range.

Ferner ist es durch diese Maßnahme gegebenenfalls möglich, die Relativposition der ersten Elektromaschine in Bezug auf die erste Welle in einem noch größeren Umfang variieren zu können, also die Möglichkeit der Unterbringung einer radial groß bauenden ersten Elektromaschine in einem engen Front-Quer- oder Heck-Quer-Einbauraum zu realisieren. Diese Vorteile können einen möglicherweise hiermit einhergehenden Nachteil einer etwas größeren axialen Baulänge kompensieren.This measure also makes it possible to be able to vary the relative position of the first electric machine in relation to the first shaft to an even greater extent, i.e. the possibility of accommodating a radially large first electric machine in a narrow front, transverse or rear To realize transverse installation space. These advantages can compensate for a disadvantage of a somewhat greater axial length that may be associated with this.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Zwischenrad an einer fünften Welle drehbar gelagert, die sowohl gegenüber der ersten Welle als auch gegenüber der dritten Welle parallel versetzt angeordnet ist.In a further alternative embodiment, the intermediate wheel is rotatably mounted on a fifth shaft, which is arranged offset in parallel both with respect to the first shaft and with respect to the third shaft.

In diesem Fall ist das Zwischenrad vorzugsweise an einer eigenen Welle drehbar gelagert, so dass ebenfalls eine hohe Variabilität hinsichtlich der Übersetzung zwischen dritter Welle und zweiter Welle realisiert ist.In this case, the intermediate wheel is preferably rotatably mounted on its own shaft, so that there is also a high degree of variability with regard to the transmission ratio between the third shaft and the second shaft.

Die fünfte Welle ist vorzugsweise auch zu der zweiten Welle parallel versetzt.The fifth wave is also preferably offset parallel to the second wave.

Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn das Hybrid-Getriebe eine vierte Welle aufweist, die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes schaltbaren Gangradsatzes mit der ersten Welle verbindbar ist, wobei die vierte Welle mit dem Abtrieb verbunden ist.Overall, it is also advantageous if the hybrid transmission has a fourth shaft, which can be connected to the first shaft via at least one gear wheel set that can be shifted by means of a shifting element, the fourth shaft being connected to the output.

Bei dieser Ausführungsform bilden die zweite Welle und die vierte Welle eine Ausgangswellenanordnung. An beiden Wellen ist dabei vorzugsweise ein Abtriebsrad festgelegt, wobei die beiden Abtriebsräder der zweiten Welle bzw. der vierten Welle mit einem Eingangsglied einer Leistungsverteilungseinrichtung wie einem Differential in Eingriff stehen. Die Abtriebsräder sind dabei vorzugsweise zwischen den Gangradsätzen und einem Eingang des Hybrid-Getriebes, also insbesondere zwischen den Gangradsätzen und einem Verbrennungsmotor angeordnet.In this embodiment, the second shaft and the fourth shaft form an output shaft assembly. A driven wheel is preferably fixed on both shafts, with the two driven wheels of the second shaft and the fourth shaft being in engagement with an input element of a power distribution device such as a differential. The driven wheels are preferably arranged between the gear wheel sets and an input of the hybrid transmission, ie in particular between the gear wheel sets and an internal combustion engine.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die zweite Welle über zwei schaltbare Gangradsätze mit der ersten Welle verbindbar ist und/oder wenn die vierte Welle über zwei schaltbare Gangradsätze mit der ersten Welle verbindbar ist.It is preferred if the second shaft can be connected to the first shaft via two switchable gear wheel sets and/or if the fourth shaft can be connected to the first shaft via two switchable gear wheel sets.

Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich hierbei jeweils um genau zwei schaltbare Gangradsätze handelt. Durch die folglich insgesamt vier schaltbaren Gangradsätze können demzufolge vier unterschiedliche Vorwärtsgangstufen für einen verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb eingerichtet werden.It is particularly preferred if there are exactly two switchable gear wheel sets in each case. As a result of the four shiftable gear sets in total, four different forward gears can be set up for driving with an internal combustion engine.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform teilen sich wenigstens ein schaltbarer Gangradsatz zum Verbinden der ersten Welle mit der zweiten Welle und wenigstens ein schaltbarer Gangradsatz zum Verbinden der ersten Welle mit der vierten Welle ein an der ersten Welle festgelegtes Festrad.According to a further preferred embodiment, at least one switchable gear set for connecting the first shaft to the second shaft and at least one switchable gear set for connecting the first shaft to the fourth shaft share a fixed wheel fixed to the first shaft.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn die zweite Welle und die vierte Welle jeweils über zwei schaltbare Gangradsätze mit der ersten Welle verbindbar sind und wenn beide schaltbare Gangradsätze zum Verbinden der ersten Welle mit der zweiten Welle und beide schaltbare Gangradsätze zum Verbinden der ersten Welle mit der vierte Welle sich jeweils ein an der ersten Welle festgelegtes Festrad teilen.It is particularly preferable if the second shaft and the fourth shaft can each be connected to the first shaft via two switchable gear sets and if both switchable gear sets are used to connect the first shaft to the second shaft and both switchable gear sets are used to connect the first shaft to the fourth shaft each share a fixed gear fixed to the first shaft.

An der ersten Welle sind in diesem Fall folglich vorzugsweise genau zwei Festräder festgelegt, die jeweils mit zwei Losrädern in Eingriff stehen, die an der zweiten Welle bzw. an der vierten Welle drehbar gelagert sind.In this case, therefore, exactly two fixed gears are preferably fixed on the first shaft, each of which meshes with two loose gears that are rotatably mounted on the second shaft or on the fourth shaft.

Insgesamt ergibt sich auf diese Art und Weise ein axial besonders kompakter Aufbau. Dies trägt weiter dazu bei, dass das erfindungsgemäße Hybrid-Getriebe gut in einem Front-Quer- oder einem Heck-Quer-Einbauraum installiert werden kann.Overall, this results in an axially particularly compact structure. This further contributes to the fact that the hybrid transmission according to the invention can be easily installed in a front-transverse or rear-transverse installation space.

Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die erste Elektromaschine über wenigstens einen Planetenradsatz mit der dritten Welle verbindbar.According to an overall preferred embodiment, the first electric machine can be connected to the third shaft via at least one planetary gear set.

Der Planetenradsatz ist vorzugsweise ein schaltbarer Planetenradsatz. Von besonderem Vorzug ist es, wenn zwei von drei Gliedern des Planetenradsatzes miteinander verbindbar sind und/oder wenn ein Glied des Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbindbar ist. Ferner ist es hierbei bevorzugt, wenn wenigstens ein Glied des Planetenradsatzes mit einem Rotor der ersten Elektromaschine verbunden ist.The planetary gear set is preferably a switchable planetary gear set. It is particularly advantageous if two of the three members of the planetary gear set can be connected to one another and/or if one member of the planetary gear set can be connected to a housing. Furthermore, it is preferred here if at least one member of the planetary gear set is connected to a rotor of the first electric machine.

Ferner ist es hierbei vorteilhaft, wenn ein erstes Glied des Planetenradsatzes mit der dritten Welle verbunden ist und/oder wenn ein zweites Glied des Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbindbar ist und/oder wenn ein drittes Glied des Planetenradsatzes mit einem Rotor der ersten Elektromaschine verbunden ist.It is also advantageous here if a first member of the planetary gear set is connected to the third shaft and/or if a second member of the planetary gear set can be connected to a housing and/or if a third member of the planetary gear set is connected to a rotor of the first electric machine.

Das erste Glied des Planetenradsatzes ist vorzugsweise ein Sonnenrad des Planetenradsatzes. Das zweite Glied des Planetenradsatzes ist vorzugsweise ein Hohlrad des Planetenradsatzes. Das dritte Glied des Planetenradsatzes ist vorzugsweise ein Planetenträger (Steg) des Planetenradsatzes.The first member of the planetary gear set is preferably a sun gear of the planetary gear set. The second member of the planetary gear set is preferably a ring gear of the planetary gear set. The third member of the planetary gear set is preferably a planet carrier (carrier) of the planetary gear set.

Dabei ist es ferner von Vorteil, wenn das zweite Glied des Planetenradsatzes mittels eines Schaltelementes mit dem Gehäuse verbindbar ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn das zweite Glied mittels eines weiteren Schaltelementes mit dem ersten Glied verbindbar ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, wenn die beiden Schaltelemente in ein Doppelschaltelement integriert sind, mittels dessen auch eine Neutralstellung eingerichtet werden kann, so dass weder das eine noch das andere Schaltelement geschaltet ist und folglich die erste Elektromaschine von der dritten Welle entkoppelt ist. Hierdurch können Schleppverluste im rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb verringert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Planetenradsatz zumindest teilweise radial innerhalb eines Rotors der ersten Elektromaschine angeordnet und/oder ist zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor der ersten Elektromaschine angeordnet.It is also advantageous if the second member of the planetary gear set can be connected to the housing by means of a shifting element. Furthermore, it is preferred if the second link can be connected to the first link by means of a further switching element. It is also advantageous here if the two switching elements are integrated into a double switching element, by means of which a neutral position can also be set up so that neither one nor the other switching element is switched and consequently the first electric machine is decoupled from the third shaft. As a result, drag losses in pure combustion engine driving can be reduced. According to a further preferred embodiment, the planetary gear set is arranged at least partially radially inside a rotor of the first electric machine and/or is arranged at least partially overlapping axially with the rotor of the first electric machine.

Hierdurch kann bei Verwendung einer ersten Elektromaschine mit einem relativ großen Durchmesser axialer Bauraum eingespart werden. Das Hybrid-Getriebe kann folglich axial kompakt bauen. Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn eine zweite Elektromaschine über einen weiteren Koppelradsatz mit der ersten Welle verbunden ist.As a result, when using a first electric machine with a relatively large diameter, axial installation space can be saved. The hybrid transmission can therefore be axially compact. Overall, it is also advantageous if a second electric machine is connected to the first shaft via a further set of coupling gears.

Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie über eine Stirnradanbindung an die erste Welle angebunden ist. Vorzugsweise ist die zweite Elektromaschine folglich parallel versetzt zu der ersten Welle angeordnet. Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie axial überlappend mit wenigstens einem Gangradsatz des Hybrid-Getriebes angeordnet ist, und ist vorzugsweise radial und/oder axial beabstandet von der ersten Elektromaschine.The second electric machine is preferably arranged in such a way that it is connected to the first shaft via a spur gear connection. Preferably is the second electric machine is consequently arranged offset in parallel with the first shaft. The second electric machine is preferably arranged to axially overlap with at least one gear set of the hybrid transmission, and is preferably radially and/or axially spaced from the first electric machine.

Der weitere Koppelradsatz beinhaltet vorzugsweise ein Ritzel, das mit der Antriebswelle der zweiten Elektromaschine drehfest verbunden ist, und beinhaltet ferner ein mit der ersten Welle fest verbundenes Festrad. Das Festrad kann dabei ein Festrad von einem Gangradsatz sein. Alternativ kann das Ritzel auch an ein Losrad von einem der Gangradsätze angebunden werden bzw. mit diesem in Eingriff stehen.The additional coupling wheel set preferably contains a pinion which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft of the second electric machine, and also contains a fixed wheel which is fixedly connected to the first shaft. The fixed wheel can be a fixed wheel of a gear wheel set. Alternatively, the pinion can also be connected to a loose wheel of one of the gear wheel sets or be in engagement with it.

Mit der zweiten Elektromaschine können beispielsweise folgende Funktionen abgedeckt werden:

  • - ein Verbrennungsmotorstart aus einem rein elektrischen Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine;
  • - eine Bordnetzversorgung;
  • - ein serielles Kriechen, bei dem die zweite Elektromaschine von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, um eine Batterie zu laden, ohne dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf den Abtrieb gelangt, und wobei ein Fahrbetrieb im Kriechen mittels der ersten Elektromaschine eingerichtet wird, und zwar mittels Energie aus der Fahrzeugbatterie, die durch generatorischen Betrieb der zweiten Elektromaschine gespeist wird;
  • - ein Fahren vorwärts und rückwärts, wobei hierbei sämtliche Gangstufen der Gangradsätze genutzt werden können, die auch für den verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb genutzt werden können;
  • - eine Unterstützung einer Drehzahlregelung des Verbrennungsmotors beim Ankoppeln und bei Schaltungen; dabei kann aus einem rein elektromotorischen Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine heraus der Verbrennungsmotor vorzugsweise in sämtlichen Vorwärtsgangstufen angekoppelt werden;
  • - es können Lastschaltungen im verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb durchgeführt werden, und zwar auch dann, wenn die Schaltelemente, die den schaltbaren Gangradsätzen zugeordnet sind, als Klauenkupplungen ausgeführt sind; hierbei kann an einem Quell-Schaltelement ein Lastabbau erfolgen und ein gleichzeitiger Lastaufbau an der ersten Elektromaschine erfolgen (wozu die erste Elektromaschine mit der dritten Welle verbunden sein muss); der Lastabbau kann dann erfolgen, indem der Verbrennungsmotor und/oder die zweite Elektromaschine das Moment abbauen; anschließend kann das Quell-Schaltelement für eine niedrige Ausgangsgangstufe geöffnet werden; dann werden die Drehzahlen des Verbrennungsmotors bzw. der zweiten Elektromaschine abgesenkt, so dass ein Ziel-Schaltelement synchron wird; dazu kann beispielsweise die zweite Elektromaschine generatorisch arbeiten (bevorzugt), oder der Verbrennungsmotor kann in den Schubbetrieb gehen; schließlich kann das Ziel-Schaltelement für eine höhere Anschlussgangstufe eingelegt werden;
  • - ein Absenken der Drehzahl der ersten Elektromaschine im Hybridbetrieb kann erfolgen, wobei lastfrei im Hintergrund zwischen Gangstufen der ersten Elektromaschine gewechselt werden kann, wodurch deren Drehzahl beispielsweise verringert wird; diese Umschaltung kann erfolgen, während der Verbrennungsmotor (und/oder die zweite Elektromaschine) in einer der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufen die Zugkraft aufrechterhält;
  • - im Hybridbetrieb kann die erste Elektromaschine abgekoppelt werden, so dass ein effizienter verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb möglich ist.
For example, the following functions can be covered with the second electric machine:
  • - An internal combustion engine start from a purely electric driving mode by means of the first electric machine;
  • - an on-board power supply;
  • - a serial creep, in which the second electric machine is driven by the internal combustion engine in order to charge a battery without combustion engine drive power being applied to the output, and wherein a driving operation in creep is set up by means of the first electric machine, namely by means of energy from the Vehicle battery, which is fed by generator operation of the second electric machine;
  • - Driving forwards and backwards, in which case all gear stages of the gear wheel sets can be used, which can also be used for internal combustion engine driving;
  • - A support for a speed control of the internal combustion engine when coupling and circuits; In this case, the internal combustion engine can preferably be coupled in all forward gears from a purely electric driving operation by means of the first electric machine;
  • - It can be carried out power shifts in internal combustion engine driving, even if the switching elements that are assigned to the switchable gear wheel sets are designed as dog clutches; in this case, a load reduction can take place on a source switching element and a simultaneous load build-up on the first electric machine (for which the first electric machine must be connected to the third shaft); the load reduction can then take place in that the internal combustion engine and/or the second electric machine reduce the torque; then the source switching element can be opened for a low output ratio; then the speeds of the internal combustion engine or the second electric machine are lowered, so that a target switching element becomes synchronous; for this purpose, for example, the second electric machine can work as a generator (preferred), or the internal combustion engine can go into overrun mode; finally, the target switching element can be inserted for a higher connection gear;
  • - A lowering of the speed of the first electric machine in hybrid operation can take place, with load-free in the background can be changed between gears of the first electric machine, whereby its speed is reduced, for example; this switching may occur while the engine (and/or the second electric machine) is maintaining traction in one of the engine forward gears;
  • - In hybrid operation, the first electric machine can be decoupled so that efficient combustion engine driving is possible.

Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Hybrid-Getriebe eine Trennkupplung zum Verbinden der ersten Welle mit einem Verbrennungsmotor aufweist. Die Trennkupplung kann ein formschlüssiges Schaltelement sein, kann jedoch auch eine Reibkupplung sein.It is also advantageous overall if the hybrid transmission has a separating clutch for connecting the first shaft to an internal combustion engine. The separating clutch can be a form-fit shifting element, but it can also be a friction clutch.

Wenn die Trennkupplung geöffnet ist, kann ein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine und mittels der zweiten Elektromaschine erfolgen.If the separating clutch is open, electric motor driving can take place by means of the first electric machine and by means of the second electric machine.

Im verbrennungsmotorischen bzw. hybridischen Betrieb bleibt die Trennkupplung immer geschlossen. Auf diese Weise ist der Verbrennungsmotor immer mit der zweiten Elektromaschine verbunden.In internal combustion engine or hybrid operation, the separating clutch always remains closed. In this way, the internal combustion engine is always connected to the second electric machine.

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.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einem Hybrid-Getriebe;
  • 2 eine Schalttabelle für das Hybrid-Getriebe der 1;
  • 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes;
  • 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes;
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes;
  • 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes.
An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail in the following description. Show it:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle drive train with a hybrid transmission;
  • 2 a shift table for the hybrid transmission 1 ;
  • 3 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission;
  • 4 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission;
  • 5 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission;
  • 6 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission.

In 1 ist in schematischer Form ein Kraftfahrzeugantriebsstrang dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang 10 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 12 und ein Hybrid-Getriebe 14. Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet einen Abtrieb 17 mit einer Leistungsverteilungseinrichtung 16. Die Leistungsverteilungseinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, Antriebsleistung auf angetriebene Räder 18L, 18R zu verteilen. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang 10 ist insbesondere zum Einbau quer in einem Kraftfahrzeug ausgelegt, also entweder front-quer oder heck-quer.In 1 1 is a motor vehicle powertrain shown in schematic form and generally designated 10 . The motor vehicle drive train 10 includes an internal combustion engine 12 and a hybrid transmission 14. The hybrid transmission 14 includes an output 17 with a power distribution device 16. The power distribution device 16 is designed to distribute drive power to driven wheels 18L, 18R. The motor vehicle drive train 10 is designed in particular for installation transversely in a motor vehicle, ie either front-transverse or rear-transverse.

Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet eine erste Welle 20 sowie eine zweite Welle 22. Die zweite Welle 22 ist über einen ersten Gangradsatz 24 mit der ersten Welle 20 verbindbar. Der erste Gangradsatz 24 beinhaltet ein Festrad 26, das drehfest an der ersten Welle festgelegt ist, sowie ein Losrad 28, das drehbar an der zweiten Welle 22 gelagert ist. Das Losrad 28 ist mittels eines Schaltelementes C mit der zweiten Welle 22 verbindbar, um eine Gangstufe einzulegen.The hybrid transmission 14 includes a first shaft 20 and a second shaft 22. The second shaft 22 can be connected to the first shaft 20 via a first gear wheel set 24. The first gear wheel set 24 includes a fixed wheel 26 which is fixed in a rotationally fixed manner on the first shaft and a loose wheel 28 which is rotatably mounted on the second shaft 22 . The loose wheel 28 can be connected to the second shaft 22 by means of a switching element C in order to engage a gear.

Die zweite Welle 22 ist ferner über einen zweiten Gangradsatz 30 mit der ersten Welle 20 verbindbar. Der zweite Gangradsatz 30 beinhaltet ein Festrad 32, das an der ersten Welle 20 festgelegt ist, sowie ein Losrad 34, das drehbar an der zweiten Welle 22 gelagert ist. Das Losrad 34 ist mittels eines Schaltelementes A mit der zweiten Welle 22 verbindbar, um eine weitere Gangstufe einzurichten.The second shaft 22 can also be connected to the first shaft 20 via a second gear wheel set 30 . The second gear set 30 includes a fixed gear 32 fixed to the first shaft 20 and an idler gear 34 rotatably supported on the second shaft 22 . The loose wheel 34 can be connected to the second shaft 22 by means of a shifting element A in order to set up a further gear stage.

Die zweite Welle 22 ist mit einem Abtriebsrad 36 fest verbunden, das mit einem Eingangsglied der Leistungsverteilungseinrichtung 16 in Eingriff steht.The second shaft 22 is firmly connected to a driven wheel 36 which is in engagement with an input member of the power distribution device 16 .

Die erste Welle 20 ist vorzugsweise koaxial zu einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors 12 angeordnet. Vorzugsweise ist die erste Welle mit dem Ausgangsglied einer Trennkupplung K0 verbunden, deren Eingangsglied mit dem Verbrennungsmotor 12 verbindbar ist. Die Trennkupplung K0 kann, wie dargestellt, eine formschlüssige Kupplung sein, wie eine Klauenkupplung, kann jedoch auch eine Reibkupplung sein. Alternativ kann die erste Welle 20 auch drehfest mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors 12 verbunden sein.The first shaft 20 is preferably arranged coaxially to a drive shaft of the internal combustion engine 12 . The first shaft is preferably connected to the output member of a separating clutch K0, the input member of which can be connected to the internal combustion engine 12. As shown, the separating clutch K0 can be a positive clutch, such as a claw clutch, but it can also be a friction clutch. Alternatively, the first shaft 20 can also be connected in a torque-proof manner to a drive shaft of the internal combustion engine 12 .

Bei geschlossener Trennkupplung K0 kann verbrennungsmotorische Antriebsleistung über den ersten Gangradsatz 24 oder den zweiten Gangradsatz 30 auf die zweite Welle 22 und von dort über den Abtrieb 17 (einschließlich des Abtriebsrades 36) auf die Leistungsverteilungseinrichtung 16 geführt werden, um einen verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb in zwei unterschiedlichen Gangstufen einzurichten.When the separating clutch K0 is closed, drive power from the internal combustion engine can be routed via the first gear wheel set 24 or the second gear wheel set 30 to the second shaft 22 and from there via the output 17 (including the output wheel 36) to the power distribution device 16 in order to enable internal combustion engine driving in two different gears set up.

Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet ferner eine dritte Welle 40. Die dritte Welle 40 ist über einen Koppelradsatz 42 mit der zweiten Welle 22 verbunden. Der Koppelradsatz 42 ist vorzugsweise ein Stirnradsatz. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn der Koppelradsatz ein Konstanten-Radsatz ist.The hybrid transmission 14 also includes a third shaft 40 . The third shaft 40 is connected to the second shaft 22 via a coupling gear set 42 . The coupling gear set 42 is preferably a spur gear set. As an alternative or in addition to this, it is preferred if the coupling gear set is a constant gear set.

Der Koppelradsatz 42 beinhaltet vorliegend ein Festrad 44, das an der dritten Welle 40 festgelegt ist, sowie ein Festrad 46, das an der zweiten Welle 22 festgelegt ist. In einer möglichen Ausführungsform stehen die Festräder 44, 46 direkt miteinander in Eingriff.The Koppelradsatz 42 includes a fixed wheel 44, which is fixed to the third shaft 40, and a fixed wheel 46, which is fixed to the second shaft 22. In one possible embodiment, the fixed gears 44, 46 mesh directly with one another.

Vorliegend beinhaltet der Koppelradsatz 42 jedoch noch ein Zwischenrad 48, wobei sowohl das Festrad 44 als auch das Festrad 46 mit dem Zwischenrad 48 in Eingriff stehen.In the present case, however, the coupling wheel set 42 also includes an intermediate wheel 48 , with both the fixed wheel 44 and the fixed wheel 46 being in mesh with the intermediate wheel 48 .

Das Zwischenrad 48 kann an einer separaten Welle drehbar gelagert sein. Im vorliegenden Fall ist das Zwischenrad 48 jedoch drehbar an der ersten Welle 20 gelagert.The intermediate wheel 48 can be rotatably mounted on a separate shaft. In the present case, however, the intermediate wheel 48 is rotatably mounted on the first shaft 20 .

Der Koppelradsatz 42 ist auf einer der Trennkupplung K0 abgewandten Seite der Gangradsätze 24, 30 angeordnet, und zwar in axialer Richtung gesehen.The coupling gear set 42 is arranged on a side of the gear wheel sets 24, 30 facing away from the separating clutch K0, as seen in the axial direction.

Das Hybrid-Getriebe beinhaltet eine erste Elektromaschine EM1, die einen relativ gro-ßen Durchmesser aufweist. Die erste Elektromaschine EM1 ist auf einer der Trennkupplung K0 abgewandten Seite der Gangradsätze 24, 30 angeordnet und ist vorzugsweise an einem der Trennkupplung K0 abgewandten axialen Ende des Hybrid-Getriebes 14 angeordnet. Der erste Elektromotor EM1 ist koaxial zu der dritten Welle 40 angeordnet und ist mittels wenigstens eines Schaltelementes, E, F mit der dritten Welle verbindbar.The hybrid transmission includes a first electric machine EM1, which has a relatively large diameter. The first electric machine EM1 is arranged on a side of the gear wheel sets 24, 30 facing away from the separating clutch K0 and is preferably arranged on an axial end of the hybrid transmission 14 facing away from the separating clutch K0. The first electric motor EM1 is arranged coaxially to the third shaft 40 and can be connected to the third shaft by means of at least one switching element E, F.

Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet ferner einen Planetenradsatz 50. Der Planetenradsatz ist vorzugsweise zumindest teilweise radial innerhalb eines Rotors 52 der ersten Elektromaschine EM1 angeordnet und/oder zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor 52 angeordnet. Die erste Elektromaschine EM1 beinhaltet ferner einen Stator 54, der mit einem Gehäuse 56 verbunden ist.The hybrid transmission 14 also includes a planetary gear set 50. The planetary gear set is preferably at least partially arranged radially inside a rotor 52 of the first electric machine EM1 and/or at least partially axially over it lapped with the rotor 52. The first electric machine EM1 also includes a stator 54 which is connected to a housing 56 .

Der Planetenradsatz 50 beinhaltet ein erstes Glied 58, ein zweites Glied 60 und ein drittes Glied 62. Das erste Glied 58 ist vorzugsweise ein Sonnenrad und ist vorzugsweise drehfest mit der dritten Welle 40 verbunden. Das zweite Glied 60 ist vorzugsweise ein Hohlrad. Das dritte Glied 62 ist vorzugsweise ein Planetenträger. Das dritte Glied 62 ist vorzugsweise drehfest mit dem Rotor 52 verbunden.The planetary gear set 50 includes a first member 58, a second member 60 and a third member 62. The first member 58 is preferably a sun gear and is preferably connected to the third shaft 40 for rotation therewith. The second member 60 is preferably a ring gear. The third member 62 is preferably a planet carrier. The third member 62 is preferably non-rotatably connected to the rotor 52 .

Das zweite Glied 60 ist mittels eines Schaltelementes E mit der dritten Welle 40 bzw. dem ersten Glied 58 verbindbar. Ferner ist das zweite Glied 60 mittels eines weiteren Schaltelementes F mit dem Gehäuse 56 verbindbar.The second member 60 can be connected to the third shaft 40 or the first member 58 by means of a switching element E. Furthermore, the second link 60 can be connected to the housing 56 by means of a further switching element F.

Die Schaltelemente E und F bilden ein Doppelschaltelement, das auch eine Neutralposition einrichten kann, bei der das zweite Glied 60 des Planetenradsatzes 50 weder mit dem Gehäuse 56 noch mit dem ersten Glied 58 verbunden ist. In diesem Fall ist die erste Elektromaschine EM1 von dem Abtrieb entkoppelt. Bei einem rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb kann diese Neutralstellung eingerichtet werden, um Schleppverluste zu verringern.The shifting elements E and F form a double shifting element that can also establish a neutral position in which the second member 60 of the planetary gear set 50 is connected neither to the housing 56 nor to the first member 58 . In this case, the first electric machine EM1 is decoupled from the output. This neutral position can be set up when driving purely with the internal combustion engine in order to reduce drag losses.

1 zeigt ferner, dass an der dritten Welle 40 ein Parksperrenrad P angeordnet werden kann. Das Parksperrenrad P, das Teil einer Parksperrenanordnung ist, kann jedoch alternativ auch an der zweiten Welle 22 (oder an der nachstehend noch beschriebenen vierten Welle) angeordnet sein. 1 FIG. 12 further shows that a parking lock wheel P can be arranged on the third shaft 40 . However, the parking lock gear P, which is part of a parking lock assembly, may alternatively be disposed on the second shaft 22 (or the fourth shaft, described below).

Die Schaltelemente E und F sind in axialer Richtung vorzugsweise zwischen dem Planetenradsatz 50 und dem Koppelradsatz 44 angeordnet. Der Koppelradsatz 44 ist vorzugsweise axial benachbart zu einem der Gangradsätze, vorliegend axial benachbart zu dem zweiten schaltbaren Gangradsatz 30.The shifting elements E and F are preferably arranged between the planetary gear set 50 and the coupling gear set 44 in the axial direction. The coupling gear set 44 is preferably axially adjacent to one of the gear wheel sets, in this case axially adjacent to the second shiftable gear wheel set 30.

Wie es in 4 gezeigt ist, ist über den Koppelradsatz 42, genauer gesagt über die Radpaarung zwischen dem Festrad 44 und dem Zwischenrad 48, ein Achsversatz V zwischen der erste Welle 20 und der dritten Welle 40 eingerichtet. Dies ermöglicht auch bei schwierigen Einbausituationen in einem Front-Quer-Einbauraum eines Kraftfahrzeuges die Verwendung von einer ersten Elektromaschine mit einem axial relativ großen Durchmesser.like it in 4 is shown, an axial offset V is set up between the first shaft 20 and the third shaft 40 via the coupling wheel set 42, more precisely via the pair of wheels between the fixed wheel 44 and the intermediate wheel 48. This allows the use of a first electric machine with a relatively large axial diameter even in difficult installation situations in a front transverse installation space of a motor vehicle.

Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet ferner eine vierte Welle 64. Die vierte Welle 64 ist mit einem Abtriebsrad 66 drehfest verbunden, das in der gleichen radialen Ebene liegt wie das Abtriebsrad 36 und das mit einem Eingangsglied der Leistungsverteilungseinrichtung 16 verbunden ist.The hybrid transmission 14 further includes a fourth shaft 64 . The fourth shaft 64 is non-rotatably connected to an output gear 66 which lies in the same radial plane as the output gear 36 and which is connected to an input member of the power distribution device 16 .

Die vierte Welle 64 ist über einen dritten Gangradsatz 68 mit der ersten Welle 20 verbindbar. Der dritte Gangradsatz 68 beinhaltet das Festrad 26 sowie ein Losrad 70, das drehbar an der vierten Welle 64 gelagert ist. Das Losrad 70 ist mittels eines Schaltelementes D mit der vierten Welle 64 verbindbar.The fourth shaft 64 can be connected to the first shaft 20 via a third gear wheel set 68 . The third gear set 68 includes the fixed wheel 26 and a loose wheel 70 which is rotatably mounted on the fourth shaft 64. The loose wheel 70 can be connected to the fourth shaft 64 by means of a shifting element D.

Die vierte Welle 64 ist ferner mittels eines vierten Gangradsatzes 72 mit der ersten Welle 20 verbindbar. Der vierte Gangradsatz 72 beinhaltet ein Festrad, das an der ersten Welle 20 festgelegt ist, im vorliegenden Fall das Festrad 32 des zweiten Gangradsatzes. Ferner weist der vierte Gangradsatz 72 ein Losrad 74 auf, das drehbar an der vierten Welle 64 gelagert ist. Das Losrad 74 ist mittels eines Schaltelementes B mit der vierten Welle 64 verbindbar.The fourth shaft 64 can also be connected to the first shaft 20 by means of a fourth gear wheel set 72 . The fourth gear set 72 includes a fixed gear fixed to the first shaft 20, in this case the fixed gear 32 of the second gear set. Furthermore, the fourth gear wheel set 72 has an idler wheel 74 which is rotatably supported on the fourth shaft 64 . The loose wheel 74 can be connected to the fourth shaft 64 by means of a shifting element B.

Die Schaltelemente A und C des ersten und des zweiten Gangradsatzes bilden ein Doppelschaltelement, mittels dessen entweder das Schaltelement C oder das Schaltelement A geschaltet ist. Das Doppelschaltelement kann jedoch auch eine Neutralstellung einrichten, bei der keines der zwei Schaltelemente C und A geschaltet ist.The shifting elements A and C of the first and the second gear wheel set form a double shifting element, by means of which either the shifting element C or the shifting element A is shifted. However, the double switching element can also set up a neutral position in which neither of the two switching elements C and A is switched.

Ferner bilden das Schaltelement D und das Schaltelement B ein Doppelschaltelement, so dass entweder das Schaltelement D geschaltet ist oder das Schaltelement B geschaltet ist oder eine Neutralstellung eingerichtet ist.Furthermore, the switching element D and the switching element B form a double switching element, so that either the switching element D is switched or the switching element B is switched or a neutral position is set up.

Die Doppelschaltelemente C, A und D, B sind in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Gangradsatz 24, 30 bzw. dem dritten und dem vierten Gangradsatz 68, 72 angeordnet.The dual shifting elements C, A and D, B are arranged in the axial direction between the first and second gear sets 24, 30 and the third and fourth gear sets 68, 72, respectively.

Optional beinhaltet das Hybrid-Getriebe 14 ferner eine zweite Elektromaschine EM2. Die zweite Elektromaschine EM2 weist eine Motorwelle 76 auf, an der ein Festrad (Ritzel) 78 festgelegt ist. Das Festrad 78 steht in Eingriff mit einem der Gangradsätze, vorliegend mit dem Festrad 26 des ersten Gangradsatzes 24. Folglich ist die zweite Elektromaschine EM2 mit der ersten Welle 20 verbunden.Optionally, the hybrid transmission 14 also includes a second electric machine EM2. The second electric machine EM2 has a motor shaft 76 on which a fixed wheel (pinion) 78 is fixed. The fixed gear 78 meshes with one of the gear sets, in this case with the fixed gear 26 of the first gear set 24. Consequently, the second electric machine EM2 is connected to the first shaft 20.

Die erste Welle 20 und die optional vorgesehene Trennkupplung K0 sind vorzugsweise auf einer ersten Achse A1 angeordnet, auf der auch eine Antriebswelle bzw. Kurbelwelle 80 des Verbrennungsmotors 12 angeordnet ist, wenn dieser an das Hybrid-Getriebe angeschlossen ist. Die zweite Welle 22 liegt auf einer Achse A2, gemeinsam mit den Losrädern 24, 30 und dem Doppelschaltelement C, A. Die vierte Welle 64 liegt auf einer vierten Achse A4, gemeinsam mit den Losrädern 70, 74 und dem Doppelschaltelement D, B.The first shaft 20 and the optionally provided separating clutch K0 are preferably arranged on a first axis A1, on which a drive shaft or crankshaft 80 of the internal combustion engine 12 is also arranged if it is connected to the hybrid transmission. The second shaft 22 lies on an axis A2, together with the loose wheels 24, 30 and the double shifting element C, A. The fourth shaft 64 lies on a fourth axis A4, together with the loose wheels 70, 74 and the double switching element D, B.

Die dritte Welle 40 liegt auf einer dritten Achse A3. Die Leistungsverteilungseinrichtung 16 liegt auf einer Achse A5, und die Motorwelle 76 liegt auf einer Achse A6. Die Achsen A1 bis A6 sind vorzugsweise unterschiedlich voneinander bzw. parallel gegeneinander versetzt.The third shaft 40 lies on a third axis A3. The power divider 16 lies on an axis A5 and the motor shaft 76 lies on an axis A6. The axes A1 to A6 are preferably offset differently from one another or parallel to one another.

Das Hybrid-Getriebe 14 weist eine Mehrzahl von Radialebenen auf. In einer ersten Radialebene, gesehen von einem Eingang des Hybrid-Getriebes 14 aus gesehen, liegt der Abtrieb mit den Abtriebsrädern 36, 66. In einer axial anschließenden Ebene liegen der erste Gangradsatz 24 und der dritte Gangradsatz 68. In einer anschließenden Radialebene liegen die Doppelschaltelemente C, A bzw. D, B. In einer daran anschließenden Radialebene liegen der zweite Gangradsatz 30 und der vierte Gangradsatz 72. In einer daran anschließenden Radialebene liegt der Koppelradsatz 42.The hybrid transmission 14 has a plurality of radial planes. The output with the output gears 36, 66 is located in a first radial plane, seen from an input of the hybrid transmission 14. The first gear wheel set 24 and the third gear wheel set 68 are located in an axially adjoining plane. The double shifting elements are located in an adjoining radial plane C, A or D, B. The second gear wheel set 30 and the fourth gear wheel set 72 lie in an adjoining radial plane. The coupling gear set 42 lies in an adjoining radial plane.

In einer daran anschließenden Radialebene liegt das Doppelschaltelement E, F, und in einer am äußersten axialen Ende liegenden Radialebene liegen die erste elektrische Maschine EM1 und der Planetenradsatz 50.The double shifting element E, F is located in an adjoining radial plane, and the first electrical machine EM1 and the planetary gear set 50 are located in a radial plane located at the outermost axial end.

Die zweite Elektromaschine EM2 ist axial überlappend ausgebildet mit jener Radialebene, in der der zweite und der vierte Gangradsatz 30, 72 angeordnet sind, und/oder vorzugsweise axial überlappend mit jener Radialebene, in der der Koppelradsatz 42 angeordnet ist.The second electric machine EM2 is designed to overlap axially with the radial plane in which the second and fourth gear sets 30, 72 are arranged, and/or preferably overlap axially with the radial plane in which the coupling gear set 42 is arranged.

Mit dem Hybrid-Getriebe 14 lassen sich folgende Gangstufen einrichten, wie es in der Schalttabelle der 2 gezeigt ist.With the hybrid transmission 14, the following gears can be set up, as in the shift table 2 is shown.

Die einrichtbaren Gangstufen beinhalten vier verbrennungsmotorische Vorwärtsgangstufen V1 bis V4. In sämtlichen dieser Gangstufen V1 bis V4 ist die Trennkupplung K0 geschlossen, sofern eine solche vorhanden ist. In der ersten verbrennungsmotorischen Gangstufe V1 (Anfahrgangstufe) ist das Schaltelement A geschlossen. In der zweiten verbrennungsmotorischen Gangstufe V2 ist das Schaltelement B geschlossen. In der dritten verbrennungsmotorischen Gangstufe V3 ist das Schaltelement C geschlossen. In der vierten verbrennungsmotorischen Gangstufe V4 ist das Schaltelement D geschlossen.The gears that can be set include four forward gears V1 to V4 based on the internal combustion engine. In all of these gears V1 to V4, the separating clutch K0 is closed, if one is present. In the first internal combustion engine gear V1 (start gear), the switching element A is closed. In the second internal combustion engine gear V2, the switching element B is closed. In the third internal combustion engine gear V3, the switching element C is closed. In the fourth internal combustion engine gear V4, the switching element D is closed.

Die gleichen Schaltelemente sind dann zu schließen, wenn ein Hybridbetrieb mittels des Verbrennungsmotors 12 und der zweiten elektrischen Maschine EM2 eingerichtet ist. Ferner kann mittels der gleichen Schaltelemente A bis D ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der zweiten Elektromaschine EM2 eingerichtet werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird.The same switching elements are to be closed when hybrid operation is set up using internal combustion engine 12 and second electrical machine EM2. Furthermore, by means of the same switching elements A to D, a purely electromotive driving operation can be set up by means of the second electric machine EM2, with the separating clutch K0 being opened in this case.

Zum Einrichten eines rein elektromotorischen Fahrbetriebes mittels der ersten Elektromaschine EM1 wird die Trennkupplung K0 ebenfalls geöffnet. Es sind dann zwei Gangstufen E1 und E2 möglich. In der ersten elektromotorischen Gangstufe E1 ist das Schaltelement E geschlossen. In der zweiten elektromotorischen Gangstufe E2 ist das Schaltelement F geschlossen.The separating clutch K0 is also opened in order to set up a purely electric driving mode by means of the first electric machine EM1. Two grades E1 and E2 are then possible. In the first electromotive gear E1, the switching element E is closed. In the second electromotive gear E2, the switching element F is closed.

Bei den elektromotorischen Gangstufen E1 und E2 kann jeweils sowohl ein Vorwärtsals auch ein Rückwärtsfahrbetrieb eingerichtet werden. Ferner kann elektromotorische Leistung von der ersten Elektromaschine EM1 mit elektromotorischer Leistung von der zweiten Elektromaschine EM2 summiert werden, wenn beispielsweise eines der Schaltelemente A bis D geschlossen wird.In the case of the electromotive gear stages E1 and E2, both forward and reverse driving can be set up. Furthermore, electromotive power from the first electric machine EM1 can be summed with electromotive power from the second electric machine EM2 if, for example, one of the switching elements A to D is closed.

Ein serieller Betrieb ist in zwei Gangstufen möglich, wie es in 2 bei Ser1 und Ser2 gezeigt ist. In beiden Fällen ist die Kupplung K0 geschlossen und keines der Elemente A bis D ist geschlossen. Folglich kann der Verbrennungsmotor angetrieben werden, um die zweite Elektromaschine EM2 anzutreiben, die als Generator elektrische Leistung für das Aufladen einer Batterie (nicht dargestellt) erzeugt. Während dieses Betriebes kann die erste Elektromaschine EM1 elektromotorische Antriebsleistung bereitstellen, wobei entweder das Schaltelement E oder das Schaltelement F geschlossen ist. Elektromotorische Antriebsleistung fließt folglich von der dritten Welle 40 über den Koppelradsatz 42 zu der zweiten Welle 22, und von dort zu dem Abtrieb 17.Serial operation is possible in two gears, as shown in 2 is shown at Ser1 and Ser2. In both cases the clutch K0 is closed and none of the elements A to D are closed. Consequently, the internal combustion engine can be driven to drive the second electric machine EM2, which as a generator generates electric power for charging a battery (not shown). During this operation, the first electric machine EM1 can provide electromotive drive power, with either the switching element E or the switching element F being closed. Electromotive drive power consequently flows from the third shaft 40 via the coupling gear set 42 to the second shaft 22, and from there to the output 17.

Die für diesen Fahrbetrieb entnommene elektrische Leistung aus der Fahrzeugbatterie wird durch den Generatorbetrieb der zweiten Elektromaschine EM2 kompensiert bzw. „nachgeladen“. Folglich kann ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb insbesondere in einem Kriechmodus (d.h. bei besonders langsamer Geschwindigkeit (unterhalb einer rein verbrennungsmotorischen Mindestgeschwindigkeit) für einen relativ langen Zeitraum aufrechterhalten werden, selbst dann, wenn die Fahrzeugbatterie relativ klein ist.The electrical power drawn from the vehicle battery for this driving operation is compensated or “recharged” by the generator operation of the second electric machine EM2. Consequently, purely electromotive driving, especially in a creep mode (i.e. at a particularly slow speed (below a purely combustion engine minimum speed), can be maintained for a relatively long period of time, even if the vehicle battery is relatively small.

In den 3 bis 6 sind weitere Ausführungsformen von Hybrid-Getrieben gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Hybrid-Getriebe 14 der 1 entsprechen. Ferner ist bei sämtlichen der Hybrid-Getriebe der 3 bis 6 die Schalttabelle der 2 anwendbar. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.In the 3 until 6 further embodiments of hybrid transmissions are shown, which generally correspond to the hybrid transmission 14 in terms of structure and function 1 correspond. Furthermore, in all of the hybrid transmissions 3 until 6 the switching table of 2 applicable. The main differences are explained below.

In 3 ist ein Hybrid-Getriebe 14' gezeigt, bei dem die Trennkupplung K0 nicht vorhanden ist. In diesem Fall sind die Kurbelwelle 80 und die erste Welle 20 drehfest miteinander verbunden. Bei dieser Variante, die vergleichsweise kostengünstig ist, kann ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der zweiten Elektromaschine EM2 in der Regel nicht realisiert werden, da hierbei der Verbrennungsmotor 12 mitgeschleppt werden müsste.In 3 a hybrid transmission 14' is shown in which the separating clutch K0 is not present. In this case, the crankshaft 80 and the first shaft 20 are connected to one another in a torque-proof manner. In this variant, which is comparatively inexpensive, purely electric driving operation using the second electric machine EM2 cannot generally be implemented since the internal combustion engine 12 would have to be dragged along.

In 4 ist ein Hybrid-Getriebe 14" gezeigt, bei dem ein alternativer Planetenradsatz 50" verwendet wird. Der alternative Planetenradsatz 50" beinhaltet ein erstes Glied 58" in Form eines Hohlrades, das drehfest mit der dritten Welle 40 verbunden ist. Ferner beinhaltet der alternative Planetenradsatz 50" ein zweites Glied 60", das durch das Sonnenrad des Planetenradsatzes gebildet ist. Das zweite Glied 60" ist mittels des Schaltelementes F mit dem Gehäuse 56 verbindbar oder mittels des Schaltelementes E mit dem dritten Glied 62" verbindbar. Das dritte Glied 62" (Planetenträger) des alternativen Planetenradsatzes 50" ist drehfest mit dem Rotor 52 der ersten Elektromaschine EM1 verbunden.In 4 A hybrid transmission 14" is shown using an alternative planetary gear set 50". The alternative planetary gear set 50" includes a first member 58" in the form of a ring gear fixedly connected to the third shaft 40 for rotation therewith. The alternative planetary gear set 50" further includes a second member 60" formed by the sun gear of the planetary gear set. The second member 60'' can be connected to the housing 56 by means of the switching element F or to the third member 62'' by means of the switching element E. The third link 62" (planetary carrier) of the alternative planetary gear set 50" is connected in a rotationally fixed manner to the rotor 52 of the first electric machine EM1.

Der alternative Planetenradsatz 50'' kann bei sämtlichen Ausführungsformen anstelle des Planetenradsatzes 50 verwendet werden. Genauso kann bei allen Ausführungsformen der Planetenradsatz 50 der 1 verwendet werden.The alternative planetary gear set 50'' can be used in place of the planetary gear set 50 in all embodiments. Likewise, in all embodiments of the planetary gear 50 of 1 be used.

5 zeigt ein Hybrid-Getriebe 14''' mit einer alternativen Realisierung eines Koppelradsatzes 42'''. 5 shows a hybrid transmission 14''' with an alternative implementation of a coupling wheel set 42'''.

Der Koppelradsatz 42''' beinhaltet die Festräder 44, 46, die mit der dritten Welle 40 bzw. der zweiten Welle 22 verbunden sind, und ein Zwischenrad 48'''. Das Zwischenrad 48''' ist nicht wie bei den vorherigen Ausführungsformen drehbar an der ersten Welle 20 gelagert. Vielmehr ist das Zwischenrad 48''' mit einer fünften Welle 84 drehfest verbunden, die drehbar an einem Gehäuse gelagert ist, und zwar auf einer Achse A7, die sich von der Achse A1 der ersten Welle 20 unterscheidet und die vorzugsweise auch mit keiner der anderen Achsen A2 bis A6 zusammenfällt.The coupling gear set 42''' includes the fixed gears 44, 46 which are connected to the third shaft 40 and the second shaft 22, respectively, and an intermediate gear 48'''. The intermediate wheel 48''' is not rotatably mounted on the first shaft 20 as in the previous embodiments. Rather, the idler gear 48''' is non-rotatably connected to a fifth shaft 84 which is rotatably mounted on a housing on an axis A7 which differs from the axis A1 of the first shaft 20 and which preferably also does not correspond to any of the others Axes A2 to A6 coincide.

Durch die Maßnahme, das Zwischenrad 48''' an einer separaten fünften Welle 84 anzuordnen, wird eine höhere Freiheit bei der Anordnung der ersten Elektromaschine EM1 im Bauraum erreicht.The measure of arranging the intermediate wheel 48''' on a separate fifth shaft 84 achieves greater freedom in arranging the first electric machine EM1 in the installation space.

In 6 ist ein weiteres Hybrid-Getriebe 14IV gezeigt, das ebenfalls eine alternative Ausführungsform eines Koppelradsatzes 42IV beinhaltet. Der Koppelradsatz 42IV beinhaltet in einer ersten Radialebene R1 das Festrad 44, das an der dritten Welle 40 festgelegt ist. Ferner beinhaltet der Koppelradsatz 40IV das Festrad 46, das an der zweiten Welle 22 festgelegt ist. Das Festrad 46 liegt in einer zweiten axial benachbarten Radialebene R2.In 6 Another hybrid transmission 14 IV is shown, which also includes an alternative embodiment of a coupling gear set 42 IV . The coupling wheel set 42 IV contains the fixed wheel 44 in a first radial plane R1, which is fixed to the third shaft 40. Furthermore, the coupling wheel set 40 IV includes the fixed wheel 46 which is fixed to the second shaft 22 . The fixed wheel 46 lies in a second axially adjacent radial plane R2.

Ein Zwischenrad 48IV ist als Doppelzahnrad ausgebildet, mit zwei drehfest miteinander verbundenen Zahnrädern, von denen eines in der ersten Radialebene R1 liegt und von denen das andere in der zweiten Radialebene R2 liegt. Das eine Zahnrad des Doppelzahnrades steht in Eingriff mit dem Festrad 44. Das andere Zahnrad des Doppelzahnrades steht in Eingriff mit dem Festrad 46. Das als Doppelzahnrad ausgebildete Zwischenrad 48IV ist vorliegend an der ersten Welle 20 drehbar gelagert, kann jedoch auch an einer fünften Welle 84 gelagert sein, ähnlich wie bei der Ausführungsform der 5. An intermediate gear 48 IV is designed as a double gear, with two gears connected to one another in a torque-proof manner, one of which lies in the first radial plane R1 and the other of which lies in the second radial plane R2. One gear of the double gear meshes with the fixed gear 44. The other gear of the double gear meshes with the fixed gear 46. The intermediate gear 48 IV , designed as a double gear, is rotatably mounted on the first shaft 20 in the present case, but can also be mounted on a fifth shaft 84 be stored, similar to the embodiment of 5 .

Durch das Doppelzahnrad 48IV und das damit realisierte zusätzliche Stirnradpaar kann eine zusätzliche Übersetzung für die erste Elektromaschine EM1 realisiert werden.An additional translation for the first electric machine EM1 can be realized by the double gear 48 IV and the additional pair of spur gears realized with it.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Kraftfahrzeugantriebsstrangautomotive powertrain
1212
Verbrennungsmotorcombustion engine
1414
Hybrid-Getriebehybrid transmission
1717
Abtriebdownforce
1616
Leistungsverteilungseinrichtungpower distribution device
18L/R18L/R
angetriebene Räderdriven wheels
2020
erste Wellefirst wave
2222
zweite Wellesecond wave
2424
erster Gangradsatzfirst gear set
2626
Festradfixed wheel
2828
Losradloose wheel
3030
zweiter Gangradsatzsecond gear set
3232
Festradfixed wheel
3434
Losradloose wheel
3636
Abtriebsradoutput gear
4040
dritte Wellethird wave
4242
Koppelradsatzcoupling wheel set
4444
Festradfixed wheel
4646
Festradfixed wheel
4848
Zwischenradintermediate wheel
5050
Planetenradsatzplanetary gear set
5252
Rotor EM1Rotor EM1
5454
Stator EM1Stator EM1
5656
GehäuseHousing
5858
erstes Gliedfirst link
6060
zweites Gliedsecond limb
6262
drittes Gliedthird link
6464
vierte Wellefourth wave
6666
Abtriebsradoutput gear
6868
dritter Gangradsatzthird gear set
7070
Losradloose wheel
7272
vierter Gangradsatzfourth gear set
7474
Losradloose wheel
7676
Motorwelle EM2Motor shaft EM2
7878
Festradfixed wheel
8080
Kurbelwellecrankshaft
8484
fünfte Welle fifth wave
K0K0
Trennkupplungdisconnect clutch
EM1EM1
erste Elektromaschinefirst electric machine
VV
Achsversatzoffset
EM2EM2
zweite Elektromaschinesecond electric machine
PP
Parksperrenradparking lock wheel
A1-A7A1-A7
AchsenAxles
CC
erstes Schaltelementfirst switching element
AA
zweites Schaltelementsecond switching element
DD
drittes Schaltelementthird switching element
BB
viertes Schalelementfourth shell element
EE
fünftes Schaltelementfifth switching element
Ff
sechstes Schaltelementsixth switching element
R1R1
erste Radialebenefirst radial plane
R2R2
zweite Radialebenesecond radial plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013215114 A1 [0005]DE 102013215114 A1 [0005]

Claims (15)

Hybrid-Getriebe (14) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (10), mit - einer ersten Welle (20) zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor (12); - einer zweiten Welle (22), die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes (C;A) schaltbaren Gangradsatz (24;30) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (22) mit einem Abtrieb (17) verbunden ist; - einer dritten Welle (40), die mittels wenigstens eines Schaltelementes (E;F) mit einer ersten Elektromaschine (EM1) verbindbar ist, wobei die erste Elektromaschine (EM1) koaxial zu der dritten Welle (40) angeordnet ist und wobei die dritte Welle (40) über einen Koppelradsatz (42) mit der zweiten Welle (22) verbunden ist; wobei die dritte Welle (40) parallel versetzt zu der ersten Welle (20) angeordnet ist, so dass die erste Elektromaschine (EM1) achsversetzt gegenüber der ersten Welle (20) angeordnet ist.Hybrid transmission (14) for a motor vehicle drive train (10), with - A first shaft (20) for connection to an internal combustion engine (12); - a second shaft (22) which can be connected to the first shaft (20) via at least one gear wheel set (24; 30) which can be shifted by means of a shifting element (C;A), the second shaft (22) having an output (17) connected is; - a third shaft (40) which can be connected to a first electric machine (EM1) by means of at least one switching element (E;F), the first electric machine (EM1) being arranged coaxially with the third shaft (40) and the third shaft (40) is connected to the second shaft (22) via a coupling gear set (42); wherein the third shaft (40) is arranged offset parallel to the first shaft (20), so that the first electric machine (EM1) is arranged off-axis relative to the first shaft (20). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Koppelradsatz (42) ein an der dritten Welle (40) festgelegtes Festrad (44) sowie ein an der zweiten Welle (22) festgelegtes Festrad (46) aufweist, die direkt miteinander in Eingriff stehen oder über ein Zwischenrad (48) verbunden sind.hybrid transmission claim 1 , wherein the coupling wheel set (42) has a fixed wheel (44) fixed to the third shaft (40) and a fixed wheel (46) fixed to the second shaft (22), which mesh directly with one another or are connected via an intermediate wheel (48). are. Hybrid-Getriebe nach Anspruch 2, wobei das Zwischenrad (48) drehbar an der ersten Welle (20) gelagert ist.hybrid transmission claim 2 , wherein the intermediate wheel (48) is rotatably mounted on the first shaft (20). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, wobei das an der dritten Welle (40) festgelegte Festrad (44) und das an der zweiten Welle (22) festgelegte Festrad (46) in einer gemeinsamen Radsatzebene (R1) angeordnet sind.hybrid transmission claim 2 or 3 , wherein the fixed wheel (44) fixed to the third shaft (40) and the fixed wheel (46) fixed to the second shaft (22) are arranged in a common wheel set plane (R1). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 3, wobei das Zwischenrad (48IV) ein Doppelzahnrad ist, das in einer ersten Radsatzebene (R1) mit dem an der dritten Welle (40) festgelegten Festrad (44) in Eingriff steht und das in einer axial versetzten zweiten Radsatzebene (R2) mit dem an der zweiten Welle (46) festgelegten Festrad in Eingriff steht.hybrid transmission claim 3 , wherein the intermediate wheel (48 IV ) is a double toothed wheel which meshes with the fixed wheel (44) fixed to the third shaft (40) in a first wheel set plane (R1) and which in an axially offset second wheel set plane (R2) with the fixed gear fixed to the second shaft (46). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 2, wobei das Zwischenrad (48III) an einer fünften Welle (84) drehbar gelagert ist, die sowohl gegenüber der ersten Welle (20) als auch gegenüber der dritten Welle (40) parallel versetzt angeordnet ist.hybrid transmission claim 2 , wherein the intermediate wheel (48 III ) is rotatably mounted on a fifth shaft (84) which is arranged offset in parallel both with respect to the first shaft (20) and with respect to the third shaft (40). Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 1-6, mit einer vierten Welle (64), die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes (D; B) schaltbaren Gangradsatz (68; 72) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist, wobei die vierte Welle (64) mit dem Abtrieb (17) verbunden ist.Hybrid transmission after one of Claims 1 - 6 , having a fourth shaft (64) which can be connected to the first shaft (20) via at least one gear wheel set (68; 72) which can be shifted by means of a shifting element (D; B), the fourth shaft (64) being connected to the output (17th ) connected is. Hybrid-Getriebe nach Anspruch 7, wobei die zweite Welle (22) über zwei schaltbare Gangradsätze (24, 30) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist und/oder wobei die vierte Welle (64) über zwei schaltbare Gangradsätze (24, 30) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist.hybrid transmission claim 7 , wherein the second shaft (22) can be connected to the first shaft (20) via two switchable gear wheel sets (24, 30) and/or wherein the fourth shaft (64) can be connected to the first shaft ( 20) is connectable. Hybrid-Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, wobei wenigstens ein schaltbarer Gangradsatz (24, 30) zum Verbinden der ersten Welle (20) mit der zweiten Welle (22) und wenigstens ein schaltbarer Gangradsatz (68, 72) zum Verbinden der ersten Welle (20) mit der vierten Welle (64) sich ein an der ersten Welle (20) festgelegtes Festrad (26, 30) teilen.hybrid transmission claim 7 or 8th , wherein at least one shiftable gear wheel set (24, 30) for connecting the first shaft (20) to the second shaft (22) and at least one shiftable gear wheel set (68, 72) for connecting the first shaft (20) to the fourth shaft (64 ) share a fixed wheel (26, 30) fixed to the first shaft (20). Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die erste Elektromaschine (EM1) über wenigstens einen Planetenradsatz (50) mit der dritten Welle (40) verbindbar ist.Hybrid transmission after one of Claims 1 - 9 , The first electric machine (EM1) being connectable to the third shaft (40) via at least one planetary gear set (50). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 10, wobei zwei (58, 60; 60II, 62II) von drei Gliedern des Planetenradsatzes (50) miteinander verbindbar sind und/oder ein Glied (60, 60II) des Planetenradsatzes (50) mit einem Gehäuse (56) verbindbar ist.hybrid transmission claim 10 , wherein two (58, 60; 60 II , 62 II ) of three members of the planetary gear set (50) can be connected to one another and/or one member (60, 60 II ) of the planetary gear set (50) can be connected to a housing (56). Hybrid-Getriebe nach Anspruch 10 oder 11, wobei - ein erstes Glied (58) des Planetenradsatzes (50) mit der dritten Welle (40) verbunden ist, und/oder - ein zweites Glied (60) des Planetenradsatzes (50) mit einem Gehäuse (56) verbindbar ist, und/oder - ein drittes Glied (62) des Planetenradsatzes (50) mit einem Rotor (52) der ersten Elektromaschine (EM1) verbunden ist.hybrid transmission claim 10 or 11 , wherein - a first member (58) of the planetary gear set (50) is connected to the third shaft (40), and/or - a second member (60) of the planetary gear set (50) can be connected to a housing (56), and/ or - a third member (62) of the planetary gear set (50) is connected to a rotor (52) of the first electric machine (EM1). Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Planetenradsatz (50) zumindest teilweise radial innerhalb eines Rotors (52) der ersten Elektromaschine (EM1) und/oder zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor (52) der ersten Elektromaschine (EM1) angeordnet ist.Hybrid transmission after one of Claims 10 until 12 , wherein the planetary gear set (50) is arranged at least partially radially within a rotor (52) of the first electric machine (EM1) and/or at least partially overlapping axially with the rotor (52) of the first electric machine (EM1). Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 1-13, wobei eine zweite Elektromaschine (EM2) über einen weiteren Koppelradsatz (78, 26) mit der ersten Welle (20) verbunden ist.Hybrid transmission after one of Claims 1 - 13 , A second electric machine (EM2) being connected to the first shaft (20) via a further set of coupling gears (78, 26). Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 1-14, mit einer Trennkupplung (K0) zum Verbinden der ersten Welle (20) mit einem Verbrennungsmotor (12).Hybrid transmission after one of Claims 1 - 14 , With a separating clutch (K0) for connecting the first shaft (20) to an internal combustion engine (12).
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