DE102021113655A1 - Hybrid transmission with two planetary gear sets and motor vehicle - Google Patents

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planetary gear
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hybrid transmission
coupled
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German (de)
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Matthieu Rihn
Nicolas FUNALOT
Laurent Bayoux
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug (2), mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) koppelbaren Eingangswelle (6), einer mit einer elektrischen Maschine (4) koppelbaren Rotorwelle (7), einer mit einer Antriebsachse (5) koppelbaren Abtriebswelle (8), sowie einer Getriebeeinrichtung (9), welche die Eingangswelle (6) und/oder die Rotorwelle (7) mit der Abtriebswelle (8) verbindet, wobei die Getriebeeinrichtung (9) zwei Planetenradsätze (10, 11) sowie nicht mehr als vier Schalteinheiten (12, 13, 14, 15) aufweist, wobei ein erstes Sonnenrad (16) sowohl mit der Rotorwelle (7) als auch mit einem zweiten Sonnenrad (17) permanent rotatorisch verbunden ist, und ein erstes Hohlrad (18) mit einem zweiten Hohlrad (19) permanent rotatorisch verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2) mit einem solchen Hybridgetriebe (1).

Figure DE102021113655A1_0000
The invention relates to a hybrid transmission (1) for a hybrid motor vehicle (2), with an input shaft (6) that can be coupled to an internal combustion engine (3), a rotor shaft (7) that can be coupled to an electric machine (4), a rotor shaft (7) that can be coupled to a drive axle ( 5) output shaft (8) which can be coupled, and a transmission device (9) which connects the input shaft (6) and/or the rotor shaft (7) to the output shaft (8), the transmission device (9) having two planetary gear sets (10, 11) and not more than four switching units (12, 13, 14, 15), wherein a first sun gear (16) is permanently rotatably connected both to the rotor shaft (7) and to a second sun gear (17), and a first ring gear ( 18) is permanently rotationally connected to a second ring gear (19). The invention also relates to a motor vehicle (2) with such a hybrid transmission (1).
Figure DE102021113655A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbaren (oder gekoppelten) Eingangswelle, einer mit einer elektrischen Maschine koppelbaren (oder gekoppelten) Rotorwelle, einer mit einer Antriebsachse koppelbaren (oder gekoppelten) Abtriebswelle, sowie einer Getriebeeinrichtung, welche die Eingangswelle und/oder die Rotorwelle mit der Abtriebswelle verbindet, wobei die Getriebeeinrichtung zwei Planetenradsätze sowie nicht mehr als vier, zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung vorgesehene Schalteinheiten aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit diesem Hybridgetriebe, das an einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs eingesetzt ist.The invention relates to a hybrid transmission for a hybrid motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with an input shaft that can be coupled (or coupled) to an internal combustion engine, a rotor shaft that can be coupled (or coupled) to an electric machine, a rotor shaft with a The output shaft can be coupled (or coupled) to the drive axle, and a transmission device which connects the input shaft and/or the rotor shaft to the output shaft, the transmission device having two planetary gear sets and no more than four switching units provided for shifting a plurality of gears of the transmission device. In addition, the invention relates to a motor vehicle with this hybrid transmission, which is used on a drive axle of the motor vehicle.

Weiterer Stand der Technik ist mit der EP 2 146 855 B1 , die ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug beschreibt, und mit der JP 6331058 B2 , bei der zwei elektrische Maschinen eingesetzt sind, offenbart. Die WO 2016/075336 A1 bildet weiteren gattungsgemäßen Stand der Technik.Further state of the art is with the EP 2 146 855 B1 , which describes a hybrid drive system for a vehicle, and with the JP 6331058 B2 , in which two electrical machines are used, disclosed. the WO 2016/075336 A1 forms further generic prior art.

Als Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass die bisherigen Getriebeeinheiten häufig einen relativ komplexen Aufbau aufweisen. Dies bringt einen erhöhten Herstell- und Montageaufwand sowie einen erhöhten Bauraumbedarf mit sich. Gewisse Anordnungen des Hybridgetriebes relativ zu einem Verbrennungsmotor des jeweiligen Kraftfahrzeuges lassen sich daher nicht oder nur relativ schwierig umsetzen.However, it has been found to be a disadvantage of the designs known from the prior art that the previous transmission units often have a relatively complex structure. This entails increased manufacturing and assembly costs and an increased space requirement. Certain arrangements of the hybrid transmission relative to an internal combustion engine of the respective motor vehicle can therefore not be implemented or can only be implemented with relative difficulty.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Hybridgetriebe zur Verfügung zu stellen, das einen möglichst einfachen Aufbau aufweist und kompakt umgesetzt ist.It is therefore the object of the present invention to eliminate the disadvantages known from the prior art and in particular to provide a hybrid transmission which has the simplest possible structure and is implemented in a compact manner.

Die Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is solved by a hybrid transmission with the features of patent claim 1 .

Insbesondere wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein (erstes) Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes sowohl mit der Rotorwelle als auch mit einem (zweiten) Sonnenrad eines zweiten Planetenradsatzes permanent rotatorisch verbunden ist, und ein (erstes) Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit einem (zweiten) Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes permanent rotatorisch verbunden ist.In particular, this object is achieved in a generic device according to the invention in that a (first) sun gear of a first planetary gear set is permanently rotationally connected both to the rotor shaft and to a (second) sun gear of a second planetary gear set, and a (first) ring gear of the first planetary gear set is permanently rotationally connected to a (second) ring gear of the second planetary gear set.

Dadurch ist der Aufbau der Getriebeeinrichtung möglichst einfach gehalten, wobei die elektrische Maschine kompakt mit der Getriebeeinrichtung verschachtelt ist. Somit werden der Herstellvorgang und der Montagevorgang des Hybridgetriebes deutlich vereinfacht.As a result, the structure of the transmission device is kept as simple as possible, with the electric machine being nested compactly with the transmission device. Thus, the manufacturing process and the assembly process of the hybrid transmission are significantly simplified.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Eingangswelle über eine erste Schalteinheit mit einem (ersten) Planetenträger des ersten Planetenradsatzes koppelbar sein. Das heißt, dass die erste Schalteinheit zwischen der Eingangswelle und dem ersten Planetenträger wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der ersten Schalteinheit ist folglich die Eingangswelle drehfest mit dem ersten Planetenträger verbunden, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der ersten Schalteinheit die Eingangswelle von dem ersten Planetenträger rotatorisch entkoppelt ist. Weiter bevorzugt ist die erste Schalteinheit als eine Kupplung, etwa als Reibkupplung, ausgebildet. Dadurch ist von der Verbrennungskraftmaschine hin zu der Abtriebswelle eine geeignete Übersetzung wählbar.According to a preferred embodiment, the input shaft can be coupled to a (first) planet carrier of the first planetary gear set via a first switching unit. This means that the first switching unit is operatively inserted between the input shaft and the first planet carrier. In an activated state (closed position) of the first switching unit, the input shaft is therefore non-rotatably connected to the first planetary carrier, whereas in an inactive state (open position) of the first switching unit, the input shaft is rotationally decoupled from the first planetary carrier. More preferably, the first switching unit is designed as a clutch, such as a friction clutch. As a result, a suitable transmission ratio can be selected from the internal combustion engine to the output shaft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Eingangswelle über eine zweite Schalteinheit mit dem (ersten) Hohlrad des ersten Planetenradsatzes koppelbar sein. Das heißt, dass die zweite Schalteinheit zwischen der Eingangswelle und dem ersten Hohlrad wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der zweiten Schalteinheit ist folglich die Eingangswelle drehfest mit dem ersten Hohlrad verbunden, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der zweiten Schalteinheit die Eingangswelle von dem ersten Hohlrad rotatorisch entkoppelt ist. According to a preferred embodiment, the input shaft can be coupled to the (first) ring gear of the first planetary gear set via a second switching unit. That is, the second switching unit is operatively inserted between the input shaft and the first ring gear. In an activated state (closed position) of the second switching unit, the input shaft is therefore non-rotatably connected to the first ring gear, whereas in an inactive state (open position) of the second switching unit, the input shaft is rotationally decoupled from the first ring gear.

Auch dadurch ist von der Verbrennungskraftmaschine hin zu der Abtriebswelle eine geeignete Übersetzung wählbar.This also makes it possible to select a suitable transmission ratio from the internal combustion engine to the output shaft.

Die zweite Schalteinheit kann vorteilhafterweise als eine unabhängig von einer Relativdrehrichtung ihres ersten Kupplungsbestandteils zu ihrem zweiten Kupplungsbestandteil schaltbare Kupplung ausgebildet sein. Dadurch ist die erste Schalteinheit möglichst unabhängig ansteuerbar.The second switching unit can advantageously be designed as a clutch that can be switched independently of a relative direction of rotation of its first clutch component to its second clutch component. As a result, the first switching unit can be controlled as independently as possible.

Alternativ kann die zweite Schalteinheit als ein abhängig von der Relativdrehrichtung des ersten Kupplungsbestandteils zu dem zweiten Kupplungsbestandteil schaltbarer Freilauf ausgebildet sein. In einer ersten Relativdrehrichtung der beiden Kupplungsbestandteile zueinander ist der Freilauf gesperrt (geschlossen) und in einer, der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten, zweiten Relativdrehrichtung der beiden Kupplungsbestandteile ist der Freilauf entsperrt (geöffnet). Dadurch ist eine noch einfacher aufgebaute Kupplung umgesetzt.Alternatively, the second switching unit can be configured as a freewheel that can be switched depending on the direction of rotation of the first clutch component relative to the second clutch component. In a first direction of rotation of the two clutch components relative to one another, the freewheel is locked (closed) and in one, the first rela tive direction of rotation opposite, second relative direction of rotation of the two clutch components, the freewheel is unlocked (opened). As a result, an even simpler design clutch is implemented.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein bzw. der (erste) Planetenträger des ersten Planetenradsatzes über eine als Bremse ausgebildete dritte Schalteinheit gehäusefest abstützbar sein. Das heißt, dass die dritte Schalteinheit zwischen dem ersten Planetenträger und einem Gehäuse des Hybridgetriebes wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der dritten Schalteinheit ist folglich der erste Planetenträger relativ zu dem Gehäuse abgestützt/drehfest festgelegt, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der dritten Schalteinheit der erste Planetenträger relativ zu dem Gehäuse frei drehbar ist.According to a preferred embodiment, one or the (first) planetary carrier of the first planetary gearset can be supported on the housing via a third switching unit designed as a brake. This means that the third switching unit is operatively inserted between the first planet carrier and a housing of the hybrid transmission. In an activated state (closed position) of the third switching unit, the first planetary carrier is supported/rotatably fixed relative to the housing, whereas in an inactive state (opened position) of the third switching unit, the first planetary carrier is freely rotatable relative to the housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das (erste) Hohlrad des ersten Planetenradsatzes über eine als Bremse ausgebildete vierte Schalteinheit gehäusefest abstützbar sein. Das heißt, dass die vierte Schalteinheit zwischen dem ersten Hohlrad und dem Gehäuse des Hybridgetriebes wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der vierten Schalteinheit ist folglich das erste Hohlrad relativ zu dem Gehäuse abgestützt/drehfest festgelegt, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der vierten Schalteinheit das erste Hohlrad relativ zu dem Gehäuse frei drehbar ist.According to a preferred embodiment, the (first) ring gear of the first planetary gear set can be supported in a fixed manner on the housing via a fourth switching unit designed as a brake. This means that the fourth switching unit is used to act between the first ring gear and the housing of the hybrid transmission. In an activated state (closed position) of the fourth switching unit, the first ring gear is supported/rotatably fixed relative to the housing, whereas in an inactive state (open position) of the fourth switching unit, the first ring gear is freely rotatable relative to the housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein (zweiter) Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes permanent rotatorisch mit der Abtriebswelle verbunden sein. Somit wird eine kompakte Ausbildung und direkte Übertragung des Drehmoments gewährleistet.According to a preferred embodiment, a (second) planetary carrier of the second planetary gear set can be permanently rotationally connected to the output shaft. This ensures a compact design and direct transmission of the torque.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Rotor der elektrischen Maschine bzw. ein mit einem Rotor der elektrischen Maschine verbindbarer (oder verbundener) Abschnitt der Rotorwelle axial versetzt zu dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet sein. So kann das Hybridgetriebe besonders kompakt in Radialrichtung ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, a rotor of the electric machine or a section of the rotor shaft that can be connected (or is connected) to a rotor of the electric machine can be arranged axially offset with respect to the first planetary gear set and the second planetary gear set. The hybrid transmission can thus be designed to be particularly compact in the radial direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können insgesamt drei (d.h. genau drei) Schalteinheiten oder insgesamt vier (d.h. genau vier) Schalteinheiten vorhanden sein. Somit ergibt sich ein geeigneter Kompromiss zwischen einer erforderlichen Bauteilanzahl und einem effizienten Betrieb des Kraftfahrzeuges.According to a preferred embodiment there can be a total of three (i.e. exactly three) switching units or a total of four (i.e. exactly four) switching units. This results in a suitable compromise between a required number of components and efficient operation of the motor vehicle.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der (erste) Planetenträger des ersten Planetenradsatzes als Doppelträger ausgebildet ist, indem er zwei Gruppen verschiedener Planetenräder lagert. Eine Gruppe weist mehrere erste Planetenräder und eine weitere Gruppe mehrere zweite Planetenräder auf, wobei die zweiten Planetenräder radial außerhalb der ersten Planetenräder angeordnet sind und mit den ersten Planetenrädern in Zahneingriff stehen. Die zweiten Planetenräder stehen mit dem ersten Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und die ersten Planetenräder mit dem ersten Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes in Zahneingriff. Dadurch ist die Getriebeeinrichtung möglichst geschickt zum Verwirklichen möglichst vieler unterschiedlicher Betriebsmodi umgesetzt.Furthermore, it is expedient if the (first) planetary carrier of the first planetary gear set is designed as a double carrier by supporting two groups of different planetary gears. One group has a plurality of first planetary gears and another group has a plurality of second planetary gears, the second planetary gears being arranged radially outside of the first planetary gears and meshing with the first planetary gears. The second planet gears mesh with the first ring gear of the first planetary gear set and the first planet gears mesh with the first sun gear of the first planetary gear set. As a result, the transmission device is implemented as skilfully as possible for realizing as many different operating modes as possible.

Ein geschickter Kompromiss zwischen einer hohen Effizienz und einem einfachen Aufbau wird auch dadurch erzielt, dass die vorhandenen Schalteinheiten derart eingesetzt und ausgebildet sind, dass gesamtheitlich ein Gang oder zwei unterschiedliche Gänge in einem rein elektromotorischen Betriebsmodus (bei abgekoppelter Verbrennungskraftmaschine) und zwei, drei, vier oder fünf verschiedene Gänge in einem hybriden oder rein verbrennungsmotorischen Betriebsmodus zwischen der Eingangswelle und dem Abtriebsbestandteil schaltbar sind.A clever compromise between high efficiency and a simple structure is also achieved by using and designing the existing switching units in such a way that one gear or two different gears in a purely electric motor operating mode (with the internal combustion engine disconnected) and two, three, four or five different gears can be shifted between the input shaft and the output component in a hybrid or purely combustion engine operating mode.

Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem an einer Antriebsachse eingesetzten erfindungsgemäßen Hybridgetriebe nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.In addition, the invention relates to a motor vehicle with a hybrid transmission according to the invention used on a drive axle according to at least one of the embodiments described above.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit ein dediziertes Hybridgetriebe umgesetzt. Dieses Hybridgetriebe erlaubt einen oder zwei elektromotorische Gänge (als Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge), zwei rein verbrennungsmotorische Gänge (Vorwärtsgänge) und zwei hybride Gängen (Vorwärtsgang; EVT) mit einer durch die Elektromaschine (elektrische Maschine) einstellbaren Übersetzung. Das dedizierte Hybridgetriebe weist zwei Bremsen (B1 und B2), zwei Kupplungen (K1 und K2/FW2), zwei Planetenradsätze und eine elektrische Maschine bzw. eine mit der elektrischen Maschine koppelbare Rotorwelle auf. Auch sind weitere Konfigurationen mit lediglich einer Kupplung oder einer Bremse möglich.In other words, a dedicated hybrid transmission is implemented. This hybrid transmission allows one or two electromotive gears (as forward gears and reverse gears), two pure combustion engine gears (forward gears) and two hybrid gears (forward gear; EVT) with a ratio that can be adjusted by the electric machine (electric machine). The dedicated hybrid transmission has two brakes (B1 and B2), two clutches (K1 and K2/FW2), two planetary gear sets and an electric machine or a rotor shaft that can be coupled to the electric machine. Other configurations with just one clutch or one brake are also possible.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe,
  • 2 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer ersten Ausführungsform,
  • 3 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 2,
  • 4 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer zweiten Ausführungsform,
  • 5 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 4,
  • 6 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer dritten Ausführungsform,
  • 7 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 6,
  • 8 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer vierten Ausführungsform,
  • 9 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 8,
  • 10 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer fünften Ausführungsform,
  • 11 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 10,
  • 12 eine schematische Längsschnittdarstellung des Hybridgetriebes in einer sechsten Ausführungsform, und
  • 13 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 12.
The invention is explained below with the aid of drawings. Show it:
  • 1 a schematic plan view of a motor vehicle with a hybrid transmission according to the invention,
  • 2 a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a first embodiment,
  • 3 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 2 ,
  • 4 a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a second embodiment,
  • 5 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 4 ,
  • 6 a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a third embodiment,
  • 7 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 6 ,
  • 8th a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a fourth embodiment,
  • 9 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 8th ,
  • 10 a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a fifth embodiment,
  • 11 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 10 ,
  • 12 a schematic longitudinal sectional view of the hybrid transmission in a sixth embodiment, and
  • 13 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 12 .

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. The features of the individual embodiments can be interchanged.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe 1, das in einem Kraftfahrzeug 2 eingesetzt ist. Das Kraftfahrzeug 2 ist somit insbesondere ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug 2. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Verbrennungskraftmaschine 3 sowie eine elektrische Maschine 4 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 2 auf, die über das Hybridgetriebe 1 mit einer Antriebsachse 5 des Kraftfahrzeugs 2 verbunden sind. 1 shows a hybrid transmission 1 according to the invention, which is used in a motor vehicle 2. The motor vehicle 2 is thus in particular a hybrid motor vehicle 2. The motor vehicle 2 has an internal combustion engine 3 and an electric machine 4 for driving the motor vehicle 2, which are connected via the hybrid transmission 1 to a drive axle 5 of the motor vehicle 2.

2 bis 13 zeigen insgesamt sechs verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1. Das Hybridgetriebe 1 weist eine mit der Verbrennungskraftmaschine 3 koppelbare Eingangswelle 6 auf. In einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ist die Verbrennungskraftmaschine 3 drehfest mit der Eingangswelle 6 verbunden. Das Hybridgetriebe 1 weist eine mit der elektrischen Maschine 4 koppelbare oder gekoppelte Rotorwelle 7 auf. In einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ist die elektrische Maschine 4, insbesondere ein Rotor der elektrischen Maschine 4, drehfest mit der Rotorwelle 7 verbunden. Das Hybridgetriebe 1 weist eine mit der Antriebsachse 5 koppelbare Abtriebswelle 8 auf. In einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ist die Abtriebswelle 8 drehfest mit der Antriebsachse 5 verbunden. Zudem weist das Hybridgetriebe 1 eine Getriebeeinrichtung 9 auf, welche die Eingangswelle 6 und/oder die Rotorwelle 7 mit der Abtriebswelle 8 verbindet. 2 until 13 show a total of six different embodiments of the hybrid transmission 1 according to the invention. The hybrid transmission 1 has an input shaft 6 that can be coupled to the internal combustion engine 3 . When the motor vehicle 2 is in an operating state, the internal combustion engine 3 is connected to the input shaft 6 in a torque-proof manner. The hybrid transmission 1 has a rotor shaft 7 that can be coupled or is coupled to the electric machine 4 . In an operating state of the motor vehicle 2, the electric machine 4, in particular a rotor of the electric machine 4, is connected to the rotor shaft 7 in a torque-proof manner. The hybrid transmission 1 has an output shaft 8 that can be coupled to the drive axle 5 . When the motor vehicle 2 is in an operating state, the output shaft 8 is connected to the drive axle 5 in a rotationally fixed manner. In addition, the hybrid transmission 1 has a transmission device 9 which connects the input shaft 6 and/or the rotor shaft 7 to the output shaft 8 .

Die Getriebeeinrichtung 9 ist als ein Planetengetriebe ausgebildet und weist einen ersten Planetenradsatz 10 sowie einen zweiten Planetenradsatz 11 auf. Zudem weist die Getriebeeinrichtung 9 vier verschiedene Schalteinheiten 12, 13, 14, 15 zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung 9, d.h. zum Umsetzen verschiedener Betriebsmodi, auf. Die Planetenradsätze 10, 11 sind axial nebeneinander angeordnet. Ein erster Planetenradsatz 10 ist jener Planetenradsatz, der (mit seiner axialen Mitte) axial näher an der Verbrennungskraftmaschine 3 angeordnet ist als ein weiterer, zweiter Planetenradsatz 11. Vorzugsweise kann die elektrische Maschine 4 bzw. ein mit einem Rotor der elektrischen Maschine 4 verbindbarer Bestandteil der Rotorwelle 7 axial versetzt zu dem ersten Planetenradsatz 10 und dem zweiten Planetenradsatz 11 angeordnet sein.The transmission device 9 is designed as a planetary gear and has a first planetary gear set 10 and a second planetary gear set 11 . In addition, the transmission device 9 has four different switching units 12, 13, 14, 15 for shifting several gears of the transmission device 9, i.e. for converting different operating modes. The planetary gear sets 10, 11 are arranged axially side by side. A first planetary gear set 10 is the planetary gear set that (with its axial center) is arranged axially closer to the internal combustion engine 3 than a further, second planetary gear set 11. Preferably, the electric machine 4 or a component of the electric machine 4 that can be connected to a rotor Rotor shaft 7 may be arranged axially offset from the first planetary gear set 10 and the second planetary gear set 11 .

Erfindungsgemäß ist ein (erstes) Sonnenrad 16 des ersten Planetenradsatzes 10 sowohl mit der Rotorwelle 7, d.h. mit der elektrischen Maschine 4, als auch mit einem (zweiten) Sonnenrad 17 des zweiten Planetenradsatzes 11 permanent rotatorisch verbunden. Zudem ist ein (erstes) Hohlrad 18 des ersten Planetenradsatzes 10 mit einem (zweiten) Hohlrad 19 des zweiten Planetenradsatzes 11 permanent rotatorisch verbunden.According to the invention, a (first) sun gear 16 of the first planetary gear set 10 is permanently rotationally connected both to the rotor shaft 7, i.e. to the electric machine 4, and to a (second) sun gear 17 of the second planetary gear set 11. In addition, a (first) ring gear 18 of the first planetary gear set 10 is permanently rotationally connected to a (second) ring gear 19 of the second planetary gear set 11 .

Der erste Planetenradsatz 10 weist das erste Sonnenrad 16, das erste Hohlrad 18, mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, an einem ersten Planetenträger 20 drehbar gelagerte erste Planetenräder 21 sowie mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, an dem ersten Planetenträger 20 drehbar gelagerte zweite Planetenräder 22 auf. Die ersten Planetenräder 21 sind sowohl mit dem ersten Sonnenrad 16 als auch mit den zweiten Planetenrädern 21 in Zahneingriff. Die zweiten Planetenräder 22 sind sowohl mit dem ersten Hohlrad 18 als auch mit den ersten Planetenrädern 21 in Zahneingriff. Die Gruppe an ersten Planetenrädern 21 ist radial innerhalb und axial auf gleicher Höhe mit der Gruppe an zweiten Planetenrädern 22 angeordnet. Der erste Planetenradsatz 10 ist folglich als zweistufiger Planetenradsatz umgesetzt.The first planetary gear set 10 has the first sun gear 16, the first ring gear 18, a plurality of first planet gears 21 distributed in the circumferential direction and rotatably mounted on a first planet carrier 20, and a plurality of second planet gears 22 distributed in the circumferential direction and rotatably mounted on the first planet carrier 20 on. The first planet gears 21 mesh with both the first sun gear 16 and the second planet gears 21 . The second planet gears 22 mesh with both the first ring gear 18 and the first planet gears 21 . The group of first planet gears 21 is radially inward and axially level with the group on second planet gears 22 arranged. The first planetary gear set 10 is consequently implemented as a two-stage planetary gear set.

Der zweite Planetenradsatz 11 weist das zweite Sonnenrad 17, das zweite Hohlrad 19 sowie mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, an einem zweiten Planetenträger 23 drehbar gelagerte dritte Planetenräder 24 auf. Die dritten Planetenräder 24 sind sowohl mit dem zweiten Sonnenrad 17 als auch mit dem zweiten Hohlrad 19 in Zahneingriff. Der zweite Planetenradsatz 11 ist folglich als einstufiger Planetenradsatz umgesetzt.The second planetary gear set 11 has the second sun gear 17 , the second ring gear 19 and a plurality of third planet gears 24 which are distributed in the circumferential direction and are rotatably mounted on a second planet carrier 23 . The third planet gears 24 mesh with both the second sun gear 17 and the second ring gear 19 . The second planetary gear set 11 is consequently implemented as a single-stage planetary gear set.

In der dargestellten ersten Ausführungsform ist die Eingangswelle 6 über die als Kupplung ausgebildete erste Schalteinheit 12 mit dem ersten Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 10 koppelbar. Das heißt, dass die erste Schalteinheit 12 zwischen der Eingangswelle 6 und dem ersten Planetenträger 20 wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der ersten Schalteinheit 12 ist folglich die Eingangswelle 6 drehfest mit dem ersten Planetenträger 20 verbunden, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der ersten Schalteinheit 12 die Eingangswelle 6 von dem ersten Planetenträger 20 rotatorisch entkoppelt ist. Die erste Schalteinheit 12 ist vorzugsweise als eine Reibkupplung ausgebildet.In the first embodiment shown, the input shaft 6 can be coupled to the first planet carrier 20 of the first planetary gear set 10 via the first switching unit 12 designed as a clutch. This means that the first shifting unit 12 is operatively inserted between the input shaft 6 and the first planet carrier 20 . In an activated state (closed position) of the first switching unit 12, the input shaft 6 is therefore non-rotatably connected to the first planetary carrier 20, whereas in an inactive state (open position) of the first switching unit 12, the input shaft 6 is rotationally decoupled from the first planetary carrier 20. The first switching unit 12 is preferably designed as a friction clutch.

In der dargestellten ersten Ausführungsform ist die Eingangswelle 6 über die als Kupplung ausgebildete zweite Schalteinheit 13 mit dem ersten Hohlrad 18 des ersten Planetenradsatzes 10 koppelbar. Das heißt, dass die zweite Schalteinheit 13 zwischen der Eingangswelle 6 und dem ersten Hohlrad 18 wirkend eingesetzt ist. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der zweiten Schalteinheit 13 ist folglich die Eingangswelle 6 drehfest mit dem ersten Hohlrad 18 verbunden, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der zweiten Schalteinheit 13 die Eingangswelle 6 von dem ersten Hohlrad 18 rotatorisch entkoppelt ist. Die zweite Schalteinheit 13 ist vorzugsweise als eine Reibkupplung ausgebildet. Durch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Hohlrad 18 und dem zweiten Hohlrad 19 ist die Eingangswelle 6 somit auch über die zweite Schalteinheit 13 mit dem zweiten Hohlrad 19 des zweiten Planetenradsatzes 11 koppelbar.In the first embodiment shown, the input shaft 6 can be coupled to the first ring gear 18 of the first planetary gear set 10 via the second switching unit 13 designed as a clutch. This means that the second shifting unit 13 is operatively inserted between the input shaft 6 and the first ring gear 18 . In an activated state (closed position) of the second switching unit 13, the input shaft 6 is consequently connected in a rotationally fixed manner to the first ring gear 18, whereas in an inactive state (open position) of the second switching unit 13 the input shaft 6 is rotationally decoupled from the first ring gear 18. The second switching unit 13 is preferably designed as a friction clutch. Due to the non-rotatable connection between the first ring gear 18 and the second ring gear 19 , the input shaft 6 can thus also be coupled to the second ring gear 19 of the second planetary gear set 11 via the second switching unit 13 .

Die Getriebeeinrichtung 7 weist ferner ein Gehäuse 25 auf. In dem Gehäuse 25 sind die drehbar gelagerten Bestandteile der Getriebeeinrichtung 7 gelagert.The transmission device 7 also has a housing 25 . The rotatably mounted components of the transmission device 7 are mounted in the housing 25 .

In der dargestellten ersten Ausführungsform ist der erste Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 10 über die als Bremse ausgebildete dritte Schalteinheit 14 gehäusefest abstützbar. Das heißt, dass die dritte Schalteinheit 14 zwischen dem ersten Planetenträger 20 und dem Gehäuse 25 wirkend eingesetzt ist. Folglich ist in einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der dritten Schalteinheit 14 der erste Planetenträger 20 relativ zu dem Gehäuse 25 abgestützt, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der dritten Schalteinheit 14 der erste Planetenträger 20 relativ zu dem Gehäuse 25 frei drehbar ist.In the first embodiment shown, the first planetary carrier 20 of the first planetary gear set 10 can be supported in a fixed manner on the housing via the third switching unit 14 designed as a brake. This means that the third switching unit 14 is operatively inserted between the first planet carrier 20 and the housing 25 . Consequently, in an activated state (closed position) of the third switching unit 14, the first planet carrier 20 is supported relative to the housing 25, whereas in an inactive state (open position) of the third switching unit 14, the first planet carrier 20 is freely rotatable relative to the housing 25 .

In der dargestellten ersten Ausführungsform ist das erste Hohlrad 18 des ersten Planetenradsatzes 10 (und damit auch das fest mit dem ersten Hohlrad 18 verbundene zweite Hohlrad 19) über die als Bremse ausgebildete vierte Schalteinheit 15 gehäusefest abstützbar. Das heißt, dass die vierte Schalteinheit 15 zwischen dem ersten Hohlrad 18 (und damit auch dem zweiten Hohlrad 19) und dem Gehäuse 25 wirkend eingesetzt ist. Folglich ist in einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der vierten Schalteinheit 15 das erste Hohlrad 18 relativ zu dem Gehäuse 25 abgestützt, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der vierten Schalteinheit 15 das erste Hohlrad 18 relativ zu dem Gehäuse 25 frei drehbar ist.In the first embodiment shown, the first ring gear 18 of the first planetary gear set 10 (and thus also the second ring gear 19 fixedly connected to the first ring gear 18) can be supported on the housing via the fourth switching unit 15 designed as a brake. This means that the fourth switching unit 15 is inserted in an operative manner between the first ring gear 18 (and thus also the second ring gear 19 ) and the housing 25 . Consequently, in an activated state (closed position) of the fourth switching unit 15, the first ring gear 18 is supported relative to the housing 25, whereas in an inactive state (open position) of the fourth switching unit 15, the first ring gear 18 is freely rotatable relative to the housing 25 .

In 3 sind die unterschiedlichen Betriebsmodi, wie sie durch Ansteuern der einzelnen Schalteinheiten 12, 13, 14, 15 des Hybridgetriebes 1 nach 2 realisierbar sind, und deren Übersetzungsverhältnisse dargestellt.In 3 are the different operating modes as they are achieved by controlling the individual switching units 12, 13, 14, 15 of the hybrid transmission 1 2 can be realized and their transmission ratios are shown.

In einem rein elektromotorischen Betriebsmodus (ICE off), in dem nur die Rotorwelle 7, d.h. die elektrische Maschine 4, mit der Abtriebswelle 8 verbunden ist und die Eingangswelle 6, d.h. die Verbrennungskraftmaschine 3, von der Abtriebswelle 8 getrennt/entkoppelt ist, können zwei unterschiedliche Gänge bzw. Übersetzungsstufen (EM 1 und EM 2) umgesetzt werden. Die elektrische Maschine 4 wirkt somit als Fahrmotor. In einem ersten Gang EM 1 befindet sich die vierte Schalteinheit 15 (B2) in ihrem aktivierten Zustand; die erste Schalteinheit 12 (K1), die zweite Schalteinheit 13 (K2) und die dritte Schalteinheit 14 (K3) befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 3,15 wird realisiert. In einem Gang EM 2 befindet sich die dritte Schalteinheit 14 in ihrem aktivierten Zustand; die erste Schalteinheit 12, die zweite Schalteinheit 13 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 1,59 wird realisiert. Diese beiden Gänge sind sowohl als Vorwärtsgänge (EM 1 und EM 2) als auch Rückwärtsgänge (EM-R1 und EM-R2) durch den entsprechenden Antrieb der elektrischen Maschine 4 umsetzbar.In a purely electromotive operating mode (ICE off), in which only the rotor shaft 7, i.e. the electric machine 4, is connected to the output shaft 8 and the input shaft 6, i.e. the internal combustion engine 3, is separated/decoupled from the output shaft 8, two different gears or gear ratios (EM 1 and EM 2) can be implemented. The electric machine 4 thus acts as a traction motor. In a first gear EM 1, the fourth switching unit 15 (B2) is in its activated state; the first switching unit 12 (K1), the second switching unit 13 (K2) and the third switching unit 14 (K3) are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 3.15 is realized. In a gear EM 2, the third switching unit 14 is in its activated state; the first switching unit 12, the second switching unit 13 and the fourth switching unit 15 are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 1.59 is realized. These two gears can be implemented as both forward gears (EM 1 and EM 2) and reverse gears (EM-R1 and EM-R2) by the corresponding drive of the electric machine 4 .

Zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und der Abtriebswelle 8 sind zudem vier weitere Vorwärtsgänge (ICE 1, ICE 2, ICE 3, ICE 4) schaltbar.In addition, four further forward gears (ICE 1, ICE 2, ICE 3, ICE 4) can be shifted between the internal combustion engine 3 and the output shaft 8 .

In einem rein verbrennungsmotorischen bzw. hybriden Betriebsmodus (ICE on), in dem die Eingangswelle 6, d.h. die Verbrennungskraftmaschine 3, mit der Abtriebswelle 8 verbunden ist, können vier unterschiedliche Gänge bzw. Übersetzungsstufen (EVT-Modi: ICE 1 und ICE 2, Hybridmodi/Parallelmodi: ICE 3 und ICE4) umgesetzt werden. Die elektrische Maschine 4 kann als Generator (ICE 1, ICE 2, ICE 3, ICE 4) wirken oder als Fahrmotor (ICE 3, ICE 4) wirken oder leer mitlaufen (ICE 3, ICE 4). In einem Gang ICE 1 befindet sich die erste Schalteinheit 12 in ihrem aktivierten Zustand; die zweite Schalteinheit 13, die dritte Schalteinheit 14 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 2,69 wird realisiert. In einem Gang ICE 2 befindet sich die zweite Schalteinheit 13 in ihrem aktivierten Zustand; die erste Schalteinheit 12, die dritte Schalteinheit 14 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 1,47 wird realisiert. In einem Gang ICE 3 befinden sich die erste Schalteinheit 12 und die zweite Schalteinheit 13 in ihrem aktivierten Zustand; die dritte Schalteinheit 14 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 1,00 wird realisiert. In einem Gang ICE 4 befinden sich die zweite Schalteinheit 13 und die dritte Schalteinheit 14 in ihrem aktivierten Zustand; die erste Schalteinheit 12 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich in ihrem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von 0,72 wird realisiert.In a purely internal combustion engine or hybrid operating mode (ICE on), in which the input shaft 6, ie the internal combustion engine 3, is connected to the output shaft 8, four different gears or gear ratios (EVT modes: ICE 1 and ICE 2, hybrid modes /parallel modes: ICE 3 and ICE4) are implemented. The electrical machine 4 can act as a generator (ICE 1, ICE 2, ICE 3, ICE 4) or act as a traction motor (ICE 3, ICE 4) or run idle (ICE 3, ICE 4). In a gear ICE 1, the first switching unit 12 is in its activated state; the second switching unit 13, the third switching unit 14 and the fourth switching unit 15 are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 2.69 is realized. In a gear ICE 2, the second switching unit 13 is in its activated state; the first switching unit 12, the third switching unit 14 and the fourth switching unit 15 are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 1.47 is realized. In a gear ICE 3, the first switching unit 12 and the second switching unit 13 are in their activated state; the third switching unit 14 and the fourth switching unit 15 are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 1.00 is realized. In a gear ICE 4, the second switching unit 13 and the third switching unit 14 are in their activated state; the first switching unit 12 and the fourth switching unit 15 are in their inactive state; a transmission ratio (ratio) of 0.72 is realized.

In einem weiteren Rückwärtsgang ICE-Reverse ist das Kraftfahrzeug 2 wiederum wahlweise ausschließlich durch die Verbrennungskraftmaschine 3 oder kombiniert durch Verbrennungskraftmaschine 3 und die elektrische Maschine 4 antreibbar. In dem Rückwärtsgang ICE-Reverse befinden sind die erste Schalteinheit 12 und die vierte Schalteinheit 15 in dem aktivierten Zustand; die zweite Schalteinheit 13 und die dritte Schalteinheit 14 befinden sich in dem inaktiven Zustand; ein Übersetzungsverhältnis (Ratio) von -2,63 wird realisiert.In a further reverse gear ICE reverse, the motor vehicle 2 can again be driven either exclusively by the internal combustion engine 3 or in combination by the internal combustion engine 3 and the electric machine 4 . In the reverse gear ICE-Reverse, the first switching unit 12 and the fourth switching unit 15 are in the activated state; the second switching unit 13 and the third switching unit 14 are in the inactive state; a transmission ratio (ratio) of -2.63 is realized.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass ein Boost-Betrieb und ein Rekuperationsbetrieb zumindest in dem Gang ICE 3, dem Gang ICE 4 und dem Rückwärtsgang ICE-Reverse umsetzbar ist. Eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine 3 ist in allen Gängen des verbrennungsmotorischen Betriebsmodus und des hybriden Betriebsmodus umsetzbar.Furthermore, it should be pointed out that boost operation and recuperation operation can be implemented at least in gear ICE 3, gear ICE 4 and reverse gear ICE reverse. A load point shift of the internal combustion engine 3 can be implemented in all gears of the internal combustion engine operating mode and the hybrid operating mode.

In der zweiten Ausführungsform der 4 und 5 ist im Vergleich zu der ersten Ausführungsform auf die dritte Schalteinheit 14 verzichtet. Demnach ergibt sich eine reduzierte Anzahl umsetzbarer Gänge. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Gang (ein Vorwärtsgang EM 1 und ein Rückwärtsgang EM-R1) in dem rein elektromotorischen Betriebsmodus umsetzbar. Auch ist der Gang ICE 4 im rein verbrennungskraftmotorischen oder hybriden Betriebsmodus weggelassen.In the second embodiment of the 4 and 5 the third switching unit 14 is omitted in comparison to the first embodiment. This results in a reduced number of convertible gears. In comparison to the first exemplary embodiment, only one gear (a forward gear EM 1 and a reverse gear EM-R1) can be implemented in the purely electric motor operating mode. The ICE 4 gear is also omitted in the purely internal combustion engine or hybrid operating mode.

In der dritten Ausführungsform der 6 und 7 ist im Vergleich zu der ersten Ausführungsform auf die vierte Schalteinheit 15 verzichtet. Demnach ergibt sich eine reduzierte Anzahl umsetzbarer Gänge. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Gang (ein Vorwärtsgang EM 2 und ein Rückwärtsgang EM-R2) in dem rein elektromotorischen Betriebsmodus umsetzbar. Auch ist der Rückwärtsgang ICE-Reverse weggelassen.In the third embodiment of the 6 and 7 the fourth switching unit 15 is omitted in comparison to the first embodiment. This results in a reduced number of convertible gears. In comparison to the first exemplary embodiment, only one gear (a forward gear EM 2 and a reverse gear EM-R2) can be implemented in the purely electric motor operating mode. The reverse gear ICE-Reverse is also omitted.

Mit der vierten Ausführungsform nach den 8 und 9 ist im Vergleich zu 1 auf die erste Schalteinheit 12 verzichtet. Demnach ergibt sich eine reduzierte Anzahl umsetzbarer Gänge. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird auf die Gänge ICE 1, ICE 3 und ICE-Reverse in dem rein verbrennungsmotorischen oder dem hybriden Betriebsmodus verzichtet.With the fourth embodiment according to the 8th and 9 is compared to 1 the first switching unit 12 is dispensed with. This results in a reduced number of convertible gears. In comparison to the first exemplary embodiment, gears ICE 1, ICE 3 and ICE reverse are dispensed with in the purely internal combustion engine or hybrid operating mode.

In Verbindung mit den 10 und 11 ist die fünfte Ausführungsform veranschaulicht, das erkennen lässt, dass die zweite Schalteinheit 13 auch auf andere Weise umsetzbar ist. In dieser Ausführung ist die zweite Schalteinheit 13 als ein Freilauf 26 (FW2) ausgebildet. Die zweite Schalteinheit 13 ist somit nicht mehr drehrichtungsunabhängig, sondern in Abhängigkeit einer Relativdrehrichtung zwischen einem ersten Kupplungsbestandteil (seitens der Eingangswelle 6) und einem zweiten Kupplungsbestandteil (seitens des ersten Hohlrads 18) schaltbar. Bei einer ersten Relativdrehrichtung der beiden Kupplungsbestandteile nimmt die zweite Schalteinheit 13 selbsttätig ihren aktivierten Zustand (L) und in einer dieser ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung ihren inaktiven Zustand (UL) ein. Der weitere Aufbau entspricht dem der vierten Ausführungsform.In connection with the 10 and 11 the fifth embodiment is illustrated, which shows that the second switching unit 13 can also be implemented in a different way. In this embodiment, the second switching unit 13 is designed as a freewheel 26 (FW2). The second switching unit 13 is thus no longer independent of the direction of rotation, but can be switched depending on a relative direction of rotation between a first clutch component (on the part of the input shaft 6) and a second clutch component (on the part of the first ring gear 18). In a first relative direction of rotation of the two clutch components, the second switching unit 13 automatically assumes its activated state (L) and in a second relative direction of rotation opposite to this first relative direction of rotation its inactive state (UL). The rest of the structure corresponds to that of the fourth embodiment.

In der sechsten Ausführungsform der 12 und 13 ist im Vergleich zu 1 auf die zweite Schalteinheit 13 verzichtet. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird auf die Gänge ICE 2, ICE 3 und ICE 4 in dem rein verbrennungsmotorischen oder dem hybriden Betriebsmodus verzichtet.In the sixth embodiment of the 12 and 13 is compared to 1 the second switching unit 13 is dispensed with. In comparison to the first exemplary embodiment, gears ICE 2, ICE 3 and ICE 4 are dispensed with in the purely internal combustion engine or hybrid operating mode.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein dediziertes Hybridgetriebe 1 vorgeschlagen, das folgende Elemente umfasst: Zwei Planetenradsätze 10, 11, vier Schaltelemente (zwei Bremsen und zwei Kupplungen in Form der ersten bis vierten Schalteinheiten 12, 13, 14, 15) sowie eine elektrische Maschine 4.In other words, a dedicated hybrid transmission 1 is proposed according to the invention, which comprises the following elements: Two planetary gear sets 10, 11, four shifting elements (two brakes and two clutches in the form of the first to fourth shifting units 12, 13, 14, 15) and an electric machine 4

Mit diesen Elementen des dedizierten Hybridgetriebes 1 werden folgende Funktionen erfüllt: Zwei EVT Modi; zwei ICE-Vorwärtsgänge; zwei EM-Gänge, die vorwärts und rückwärts verwendet werden können; Laden im Stillstand; Boosten und Rekuperation in den ICE-Gängen möglich. Zudem wird keine ICE-Trennkupplung benötigt, da die erste Schalteinheit 12 und die zweite Schalteinheit 13 diese Funktion erfüllen. Die elektrische Maschine 4 kann koaxial oder achsparallel (mit Kette oder Stirnrad) angeordnet sein. Konsistente Möglichkeiten vereinfachter Ausführungen können durch Entfernen einer oder mehrerer Schalteinheiten 12, 13, 14, 15 angeboten werden.The following functions are fulfilled with these elements of the dedicated hybrid transmission 1: Two EVT modes; two ICE forward gears; two EM gears that can be used forward and reverse; charging while stationary; Boosting and recuperation possible in the ICE gears. In addition, no ICE disconnect clutch is required, since the first switching unit 12 and the second switching unit 13 fulfill this function. The electrical machine 4 can be arranged coaxially or with parallel axes (with a chain or spur gear). Consistent options for simplified designs can be offered by removing one or more switching units 12, 13, 14, 15.

Die Hauptmerkmale sind folglich zwei Planetenradsätze 10, 11. Jeder Planetenradsatz 10, 11 umfasst ein Sonnenrad 16, 17, einen Planetenträger 20, 23 und ein Hohlrad 18, 19. Der erste Planetenradsatz 10 umfasst zwei Stufen von Planetenrädern 21, 22; der zweite Planetenradsatz 11 umfasst eine Stufe von Planetenrädern 24. Es existieren zwei permanente Verbindungen zwischen den beiden Planetenradsätzen: erstes Sonnenrad 16 mit dem zweiten Sonnenrad 17 und erstes Hohlrad 18 mit dem zweiten Hohlrad 19. Die elektrische Maschine 4/die Rotorwelle 7 ist permanent mit dem ersten Sonnenrad 16 und somit auch mit dem zweiten Sonnenrad 17 verbunden. Der Ausgang (Abtriebswelle 8) ist permanent mit dem ersten Planetenträger 23 verbunden.The main features are consequently two planetary gear sets 10, 11. Each planetary gear set 10, 11 comprises a sun gear 16, 17, a planet carrier 20, 23 and a ring gear 18, 19. The first planetary gear set 10 comprises two stages of planetary gears 21, 22; the second planetary gear set 11 includes a stage of planetary gears 24. There are two permanent connections between the two planetary gear sets: first sun gear 16 with the second sun gear 17 and first ring gear 18 with the second ring gear 19. The electric machine 4/the rotor shaft 7 is permanently connected the first sun gear 16 and thus also connected to the second sun gear 17. The output (output shaft 8) is permanently connected to the first planet carrier 23.

Die Kupplung/erste Schalteinheit 12 ermöglicht die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3/der Eingangswelle 6 und dem ersten Hohlrad 18. Die Kupplung/zweite Schalteinheit 13 ermöglicht die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3/der Eingangswelle 6 und dem ersten Planetenträger 20. Die Bremse/dritte Schalteinheit 14 ermöglicht die Blockierung des ersten Planetenträgers 20. Die Bremse/vierte Schalteinheit 15 ermöglicht die Blockierung des ersten Hohlrads 18.The clutch/first switching unit 12 enables the connection between the internal combustion engine 3/the input shaft 6 and the first ring gear 18. The clutch/second switching unit 13 enables the connection between the internal combustion engine 3/the input shaft 6 and the first planet carrier 20. The brake/third Switching unit 14 enables the first planet carrier 20 to be blocked. The brake/fourth switching unit 15 enables the first ring gear 18 to be blocked.

BezugszeichenlisteReference List

11
Hybridgetriebehybrid transmission
22
Kraftfahrzeugmotor vehicle
33
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
44
elektrische Maschineelectric machine
55
Antriebsachsedrive axle
66
Eingangswelleinput shaft
77
Rotorwellerotor shaft
88th
Abtriebswelleoutput shaft
99
Getriebeeinrichtunggear mechanism
1010
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
1111
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
1212
erste Schalteinheitfirst switching unit
1313
zweite Schalteinheitsecond switching unit
1414
dritte Schalteinheitthird switching unit
1515
vierte Schalteinheitfourth switching unit
1616
erstes Sonnenradfirst sun wheel
1717
zweites Sonnenradsecond sun wheel
1818
erstes Hohlradfirst ring gear
1919
zweites Hohlradsecond ring gear
2020
erster Planetenträgerfirst planet carrier
2121
erste Planetenräderfirst planet gears
2222
zweite Planetenrädersecond planet gears
2323
zweiter Planetenträgersecond planet carrier
2424
dritte Planetenräderthird planet gears
2525
GehäuseHousing
2626
Freilauffreewheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 2146855 B1 [0002]EP 2146855 B1 [0002]
  • JP 6331058 B2 [0002]JP 6331058 B2 [0002]
  • WO 2016/075336 A1 [0002]WO 2016/075336 A1 [0002]

Claims (10)

Hybridgetriebe (1) für ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug (2), mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) koppelbaren Eingangswelle (6), einer mit einer elektrischen Maschine (4) koppelbaren Rotorwelle (7), einer mit einer Antriebsachse (5) koppelbaren Abtriebswelle (8), sowie einer Getriebeeinrichtung (9), welche die Eingangswelle (6) und/oder die Rotorwelle (7) mit der Abtriebswelle (8) verbindet, wobei die Getriebeeinrichtung (9) zwei Planetenradsätze (10, 11) sowie nicht mehr als vier, zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung vorgesehene Schalteinheiten (12, 13, 14, 15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (16) eines ersten Planetenradsatzes (10) sowohl mit der Rotorwelle (7) als auch mit einem Sonnenrad (17) eines zweiten Planetenradsatzes (11) permanent rotatorisch verbunden ist, und ein Hohlrad (18) des ersten Planetenradsatzes (10) mit einem Hohlrad (19) des zweiten Planetenradsatzes (11) permanent rotatorisch verbunden ist.Hybrid transmission (1) for a motor vehicle (2) with hybrid drive, having an input shaft (6) which can be coupled to an internal combustion engine (3), a rotor shaft (7) which can be coupled to an electric machine (4), an output shaft which can be coupled to a drive axle (5). (8) and a transmission device (9) which connects the input shaft (6) and/or the rotor shaft (7) to the output shaft (8), the transmission device (9) having two planetary gear sets (10, 11) and no more than has four switching units (12, 13, 14, 15) provided for shifting several gears of the transmission device, characterized in that a sun gear (16) of a first planetary gear set (10) is connected both to the rotor shaft (7) and to a sun gear (17th ) of a second planetary gear set (11) is permanently rotationally connected, and a ring gear (18) of the first planetary gear set (10) is permanently rotationally connected to a ring gear (19) of the second planetary gear set (11). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (6) über eine als Kupplung ausgebildete erste Schalteinheit (12) mit einem Planetenträger (20) des ersten Planetenradsatzes (10) koppelbar ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 , characterized in that the input shaft (6) can be coupled to a planet carrier (20) of the first planetary gear set (10) via a first switching unit (12) designed as a clutch. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (6) über eine zweite Schalteinheit (13) mit dem Hohlrad (18) des ersten Planetenradsatzes (10) koppelbar ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the input shaft (6) via a second switching unit (13) with the ring gear (18) of the first planetary gear set (10) can be coupled. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinheit (13) als eine unabhängig von einer Relativdrehrichtung ihres ersten Kupplungsbestandteils zu ihrem zweiten Kupplungsbestandteil schaltbare Kupplung oder als ein abhängig von dieser Relativdrehrichtung schaltbarer Freilauf ausgebildet ist.Hybrid transmission (1) according to claim 3 , characterized in that the second switching unit (13) is designed as a clutch that can be switched independently of a relative direction of rotation of its first clutch component to its second clutch component or as a freewheel that can be switched depending on this relative direction of rotation. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der Planetenträger (20) des ersten Planetenradsatzes (10) über eine als Bremse ausgebildete dritte Schalteinheit (14) gehäusefest abstützbar ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that one or the planetary carrier (20) of the first planetary gear set (10) via a brake designed as a third switching unit (14) can be supported fixed to the housing. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (18) des ersten Planetenradsatzes (10) über eine als Bremse ausgebildete vierte Schalteinheit (15) gehäusefest abstützbar ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the ring gear (18) of the first planetary gear set (10) can be supported in a fixed manner on the housing via a fourth switching unit (15) designed as a brake. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (23) des zweiten Planetenradsatzes (11) permanent rotatorisch mit der Abtriebswelle (8) verbunden ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a planetary carrier (23) of the second planetary gear set (11) is permanently rotationally connected to the output shaft (8). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Rotor der elektrischen Maschine (4) verbindbarer Abschnitt der Rotorwelle (7) axial versetzt zu dem ersten Planetenradsatz (8) und dem zweiten Planetenradsatz (9) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that with a rotor of the electric machine (4) connectable portion of the rotor shaft (7) is arranged axially offset to the first planetary gear set (8) and the second planetary gear set (9). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei oder vier Schalteinheiten (12, 13, 14, 15) vorhanden sind.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that a total of three or four switching units (12, 13, 14, 15) are present. Kraftfahrzeug (2) mit einem an einer Antriebsachse (5) eingesetzten Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle (2) with a hybrid transmission (1) used on a drive axle (5) according to one of Claims 1 until 9 .
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