DE102021120994A1 - hybrid transmission with two planetary gear sets; as well as motor vehicle - Google Patents

hybrid transmission with two planetary gear sets; as well as motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) koppelbaren Eingangswelle (3), einer für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges (20) ausgebildeten elektrischen Maschine (4), einer zwischen der Eingangswelle (3), einer Rotorwelle (5) der elektrischen Maschine (4) und einem Abtriebsbestandteil (6) wirkend eingesetzten Getriebeeinrichtung (7), wobei die Getriebeeinrichtung (7) zwei Planetenradsätze (8, 9) aufweist und wobei ein einem ersten Planetenradsatz (8) zugeordnetes erstes Sonnenrad (10) mit einem Gehäuse (29) koppelbar ist oder permanent von diesem Gehäuse (29) entkoppelt ist und ein einem zweiten Planetenradsatz (9) zugeordnetes zweites Sonnenrad (11) permanent mit der Rotorwelle (5) gekoppelt ist, sowie mit zumindest zwei, zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung (7) vorgesehener Schalteinheiten (12, 13, 14, 15), wobei mehrere Planetenräder (25) des ersten Planetenradsatzes (8) mit dem ersten Sonnenrad (10) sowie mehreren Planetenrädern (26) des zweiten Planetenradsatzes (9) in Zahneingriff stehen und die Planetenräder (26) des zweiten Planetenradsatzes (9) weiterhin sowohl mit dem zweiten Sonnenrad (11) als auch mit einem dem ersten Planetenradsatz (8) zugeordneten Hohlrad (16) in Zahneingriff stehen. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (20) mit diesem Hybridgetriebe (1).The invention relates to a hybrid transmission (1) for a motor vehicle (20) with a hybrid drive, having an input shaft (3) which can be coupled to an internal combustion engine (2), an electric machine (4) designed to drive the motor vehicle (20), an electrical machine (4) between the Input shaft (3), a rotor shaft (5) of the electrical machine (4) and an output component (6) used in an operative manner, the transmission device (7), the transmission device (7) having two planetary gear sets (8, 9) and a first planetary gear set ( 8) the assigned first sun gear (10) can be coupled to a housing (29) or is permanently decoupled from this housing (29) and a second sun gear (11) assigned to a second planetary gear set (9) is permanently coupled to the rotor shaft (5), and with at least two switching units (12, 13, 14, 15) provided for shifting several gears of the transmission device (7), with several planet wheels (25) of the first planetary gear set (8) mesh with the first sun gear (10) and several planet gears (26) of the second planetary gear set (9) and the planet gears (26) of the second planetary gear set (9) continue to mesh both with the second sun gear (11) and with a the ring gear (16) assigned to the first planetary gear set (8) is in toothed engagement. The invention also relates to a motor vehicle (20) with this hybrid transmission (1).

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 Eingangswelle, (ausschließlich) einer für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges ausgebildeten elektrischen Maschine, einer zwischen der Eingangswelle, einer Rotorwelle der elektrischen Maschine und einem Abtriebsbestandteil wirkend eingesetzten Getriebeeinrichtung, wobei die Getriebeeinrichtung zwei Planetenradsätze aufweist und wobei ein einem ersten Planetenradsatz zugeordnetes erstes Sonnenrad mit einem Gehäuse koppelbar ist oder permanent von diesem Gehäuse entkoppelt ist und ein einem zweiten Planetenradsatz zugeordnetes zweites Sonnenrad permanent mit der Rotorwelle gekoppelt ist, sowie mit zumindest zwei, zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung vorgesehener Schalteinheiten. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit diesem Hybridgetriebe.The invention relates to a hybrid transmission for a motor vehicle with hybrid drive, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with an input shaft that can be coupled to an internal combustion engine, (exclusively) an electric machine designed to drive the motor vehicle, one between the input shaft, one Rotor shaft of the electrical machine and an output component, the transmission device having two planetary gear sets and a first sun gear assigned to a first planetary gear set being able to be coupled to a housing or being permanently decoupled from this housing and a second sun gear assigned to a second planetary gear set being permanently connected to the rotor shaft is coupled, and with at least two, provided for shifting multiple gears of the transmission device switching units. In addition, the invention relates to a motor vehicle with this hybrid transmission.

Gattungsgemäße Hybridgetriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 2020/108687 A1 eine hybride Getriebeeinheit mit zwei Planetenradsätzen und mehreren Schalteinrichtungen.Generic hybrid transmissions are already well known from the prior art. For example, the WO 2020/108687 A1 a hybrid transmission unit with two planetary gear sets and multiple switching devices.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Hybridgetrieben mit nur einer elektrischen Maschine hat es sich gezeigt, dass die elektrische Maschine häufig relativ aufwändig mit der Getriebeeinrichtung gekoppelt ist. Durch diese aufwändige Koppelung wird der Wirkungsgrad des Hybridgetriebes, insbesondere in einem rein elektromotorischen Betriebsmodus, nachteilig beeinflusst.In the case of the hybrid transmissions known from the prior art with only one electrical machine, it has been shown that the electrical machine is often coupled to the transmission device in a relatively complex manner. The efficiency of the hybrid transmission, especially in a purely electric motor operating mode, is adversely affected by this complex coupling.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridgetriebe zur Verfügung zu stellen, das unter Umsetzen eines möglichst einfachen Aufbaus einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.It is therefore the object of the present invention to provide a hybrid transmission which has an improved efficiency while implementing a structure which is as simple as possible.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere (erste) Planetenräder des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Sonnenrad sowie mehreren (zweiten) Planetenrädern des zweiten Planetenradsatzes in Zahneingriff stehen und die (zweiten) Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes weiterhin sowohl mit dem zweiten Sonnenrad als auch mit einem dem ersten Planetenradsatz zugeordneten Hohlrad in Zahneingriff stehen.According to the invention, this is achieved in that several (first) planetary gears of the first planetary gear set mesh with the first sun gear and several (second) planetary gears of the second planetary gear set, and the (second) planetary gears of the second planetary gear set continue to mesh with both the second sun gear and one the ring gear assigned to the first planetary gear set are in meshing engagement.

Dadurch ist der Aufbau der Getriebeeinrichtung möglichst einfach gehalten und die elektrische Maschine direkt an die Getriebeeinrichtung angebunden. Somit wird der Aufbau des Hybridgetriebes weiter vereinfacht und der Wirkungsgrad des Hybridgetriebes gesteigert.As a result, the structure of the transmission device is kept as simple as possible and the electric machine is connected directly to the transmission device. The structure of the hybrid transmission is thus further simplified and the efficiency of the hybrid transmission is increased.

Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the dependent claims and explained in more detail below.

Wenn die Rotorwelle das zweite Sonnenrad gar unmittelbar aufnimmt / ausbildet, wird der Aufbau weiter vereinfacht.If the rotor shaft directly accommodates/forms the second sun gear, the structure is further simplified.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Eingangswelle über eine als Kupplung ausgebildete erste Schalteinheit mit dem ersten Sonnenrad koppelbar ist. Dadurch ist von der Verbrennungskraftmaschine hin zu dem Abtriebsbestandteil eine geeignete Übersetzung wählbar.Furthermore, it is advantageous if the input shaft can be coupled to the first sun gear via a first switching unit designed as a clutch. As a result, a suitable transmission ratio can be selected from the internal combustion engine to the output component.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Eingangswelle über eine als Kupplung ausgebildete zweite Schalteinheit mit dem dem ersten Planetenradsatz zugeordneten Hohlrad koppelbar ist. Dadurch ist auch in einem weiteren Gang bei den vorhandenen Bauraumdimensionen eine Übersetzung geeignet wählbar.It is also expedient if the input shaft can be coupled to the ring gear assigned to the first planetary gear set via a second switching unit designed as a clutch. As a result, a gear ratio can also be suitably selected in a further gear given the available installation space dimensions.

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

Alternativ hierzu hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zweite Schalteinheit als ein abhängig von der Relativdrehrichtung des ersten Kupplungsbestandteils zu dem zweiten Kupplungsbestandteil schaltbarer Freilauf ausgebildet ist. 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.As an alternative to this, it has also turned out to be advantageous if the second switching unit is designed 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 relative direction of rotation of the two clutch components to one another, the freewheel is locked (closed) and in a second relative direction of rotation of the two clutch components, opposite to the first relative direction of rotation, the freewheel is unlocked (opened). As a result, an even simpler design clutch is implemented.

Der Aufbau wird zusätzlich vereinfacht, wenn das erste Sonnenrad über eine als Bremse ausgebildete dritte Schalteinheit gehäusefest abstützbar ist.The structure is additionally simplified if the first sun wheel can be supported on the housing via a third switching unit designed as a brake.

Demnach ist es auch zweckmäßig, wenn das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes über eine als Bremse ausgebildete vierte Schalteinheit gehäusefest abstützbar ist.Accordingly, it is also expedient if the 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.

Von Vorteil ist es zudem, wenn die beiden Planetenradsätze einen Ravigneaux-Radsatz bilden. Dadurch ergibt sich eine effiziente Getriebeeinrichtung.It is also advantageous if the two planetary gear sets form a Ravigneaux gear set. This results in an efficient transmission device.

Somit ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die (ersten) Planetenräder des ersten Planetenradsatzes und die (zweiten) Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes an einem gemeinsamen Planetenträger aufgenommen sind.Thus, it is still useful if the (first) planetary gears of the first planetary gear set and the (second) planetary gears of the second Pla netenradsatzes are added to a common planet carrier.

Ist der Abtriebsbestandteil permanent mit dem Planetenträger verbunden, ist auch dieser direkt mit der Getriebeeinrichtung gekoppelt.If the output component is permanently connected to the planetary carrier, this is also coupled directly to the transmission device.

Zur Umsetzung einer radial kompakten Ausbildung hat es sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn die elektrische Maschine auf einer der Eingangswelle abgewandten axialen Seite der Getriebeeinrichtung angeordnet ist.In order to implement a radially compact design, it has also proven to be advantageous if the electric machine is arranged on an axial side of the transmission device that faces away from the input shaft.

Des Weiteren ist von Vorteil, wenn die Rotorwelle der elektrischen Maschine koaxial zu einer Drehachse der Sonnenräder der beiden Planetenradsätze und/oder der Eingangswelle angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the rotor shaft of the electrical machine is arranged coaxially to an axis of rotation of the sun gears of the two planetary gear sets and/or the input shaft.

Ein geschickter Kompromiss zwischen einer hohen Effizienz und einem einfachen Aufbau wird dadurch erzielt, dass die vorhandenen Schalteinheiten derart eingesetzt und ausgebildet sind, dass gesamtheitlich einen 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 achieved by using and designing the existing switching units in such a way that, overall, one gear or two different gears can be shifted 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 mit einem Ravigneaux-Planetenradsatz umgesetzt. Dieses Hybridgetriebe erlaubt zwei elektromotorische Gänge (als Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge), vier rein verbrennungsmotorische Gänge (Vorwärtsgänge) und zwei hybriden 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), zwei Planetenradsätze (Ravigneaux-Radsatz) und eine elektrische Maschine auf. Auch sind weitere Konfigurationen mit lediglich einer Kupplung oder einer Bremse oder ohne Bremse möglich.In other words, a dedicated hybrid transmission with a Ravigneaux planetary gear set is implemented. This hybrid transmission allows two gears driven by an electric motor (as forward gears and reverse gears), four gears driven purely by the combustion engine (forward gears) and two hybrid gears (forward gear; EVT) with a translation 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), two planetary gear sets (Ravigneaux gear set) and an electric machine. Other configurations with only one clutch or one brake or without a brake are also possible.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures, in which context various exemplary embodiments are also shown.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der nähere Aufbau des Hybridgetriebes und dessen Anbindung an eine Verbrennungskraftmaschine gut zu erkennen sind,
  • 2 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 1,
  • 3 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu der 1 auf eine als Bremse ausgebildete Schalteinheit an einem Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes verzichtet ist, sodass das Sonnenrad nicht mit einem Gehäuse verbindbar ist,
  • 4 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 3,
  • 5 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu 1 auf eine als Bremse ausgebildete Schalteinheit an einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verzichtet ist und dieses Hohlrad permanent von dem Gehäuse entkoppelt ist,
  • 6 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 5,
  • 7 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu 1 auf eine als Kupplung ausgebildete Schalteinheit zwischen einer Eingangswelle und dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verzichtet ist und dieses Sonnenrad permanent von der Eingangswelle entkoppelt ist,
  • 8 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 7,
  • 9 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem fünften Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu 7 jene zwischen der Eingangswelle und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes wirkend eingesetzte Schalteinheit als Freilauf realisiert ist,
  • 10 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 9,
  • 11 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu 1 auf eine als Kupplung ausgebildete Schalteinheit zwischen der Eingangswelle und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verzichtet ist und dieses Hohlrad permanent von der Eingangswelle entkoppelt ist,
  • 12 eine Tabelle zur Veranschaulichung unterschiedlicher schaltbarer Betriebsmodi des Hybridgetriebes nach 11, sowie
  • 13 eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug aufweisend ein Hybridgetriebe nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Show it:
  • 1 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a first exemplary embodiment, the detailed structure of the hybrid transmission and its connection to an internal combustion engine being clearly visible,
  • 2 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 1 ,
  • 3 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a second embodiment, in which compared to the 1 a switching unit designed as a brake is dispensed with on a sun gear of a first planetary gear set, so that the sun gear cannot be connected to a housing,
  • 4 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 3 ,
  • 5 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a third embodiment, in which compared to 1 a switching unit designed as a brake is dispensed with on a ring gear of the first planetary gear set and this ring gear is permanently decoupled from the housing,
  • 6 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 5 ,
  • 7 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a fourth embodiment, in which compared to 1 a switching unit designed as a clutch between an input shaft and the sun gear of the first planetary gear set is dispensed with and this sun gear is permanently decoupled from the input shaft,
  • 8th a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 7 ,
  • 9 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a fifth embodiment, in which compared to 7 the switching unit used between the input shaft and the ring gear of the first planetary gearset is realized as a freewheel,
  • 10 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 9 ,
  • 11 a schematic longitudinal sectional view of a hybrid transmission according to the invention according to a sixth embodiment, in which compared to 1 on one as a Kupp ment designed switching unit between the input shaft and the ring gear of the first planetary gear set is omitted and this ring gear is permanently decoupled from the input shaft,
  • 12 a table to illustrate different switchable operating modes of the hybrid transmission 11 , as
  • 13 a plan view of a motor vehicle shown schematically having a hybrid transmission according to the first embodiment.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombinierbar sind.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. Furthermore, it should be pointed out that the different features of the various exemplary embodiments can, in principle, be freely combined with one another.

Mit den 1 bis 12 sind insgesamt sechs verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1 veranschaulicht, wobei der nachfolgend in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebene Aufbau weitestgehend für alle Ausführungsbeispiele zutrifft. Nachfolgend werden daher der Kürze wegen in Bezug auf die weiteren, zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiele lediglich die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. zwischeneinander beschrieben.With the 1 until 12 A total of six different exemplary embodiments of the hybrid transmission 1 according to the invention are illustrated, with the structure described below in relation to the first exemplary embodiment largely applying to all exemplary embodiments. In the following, therefore, for the sake of brevity, only the differences from the first exemplary embodiment or between one another are described in relation to the further, second to sixth exemplary embodiments.

Mit 13 ist ein bevorzugter Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1 veranschaulicht. Das Hybridgetriebe 1 ist an einer Antriebsachse 23 eines Kraftfahrzeuges 20 eingesetzt. Die Antriebsachse 23 ist in 13 als Vorderachse ausgebildet, kann jedoch auch in weiteren Ausführungen als Hinterachse ausgebildet sein. Insbesondere kommt das Hybridgetriebe 1 bevorzugt zusammen mit einer in Querrichtung des Kraftfahrzeuges 20 eingesetzten Verbrennungskraftmaschine 2 / Verbrennungsmotor zum Einsatz. Das Hybridgetriebe 1 dient daher zusammen mit der Verbrennungskraftmaschine 2 zum Antrieb eines hybriden Kraftfahrzeuges 20 / Hybridkraftfahrzeuges.with 13 a preferred area of application of the hybrid transmission 1 according to the invention is illustrated. The hybrid transmission 1 is used on a drive axle 23 of a motor vehicle 20 . The drive axle 23 is in 13 designed as a front axle, but can also be designed as a rear axle in other versions. In particular, the hybrid transmission 1 is preferably used together with an internal combustion engine 2 / internal combustion engine used in the transverse direction of the motor vehicle 20 . The hybrid transmission 1 is therefore used together with the internal combustion engine 2 to drive a hybrid motor vehicle 20/hybrid motor vehicle.

Es sei zudem darauf hingewiesen, dass mit den nachfolgend verwendeten Richtungsangaben axial / axiale Richtung, radial / radiale Richtung und Umfangsrichtung Richtungen zu verstehen sind, die in Bezug auf eine zentrale Drehachse 22 des Hybridgetriebes 1 zu sehen sind. Unter axial ist folglich eine Richtung entlang dieser Drehachse 22, unter radial eine Richtung senkrecht zu dieser Drehachse 22 und unter Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer koaxial zu der Drehachse 22 umlaufenden Kreislinie zu verstehen.It should also be pointed out that the directions used below as axial/axial direction, radial/radial direction and circumferential direction are to be understood as directions that are to be seen in relation to a central axis of rotation 22 of hybrid transmission 1 . Consequently, axial is a direction along this axis of rotation 22 , radial is a direction perpendicular to this axis of rotation 22 , and circumferential direction is a direction along a circular line running coaxially to axis of rotation 22 .

Mit 1 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zu erkennen. Dabei wird deutlich, dass die Verbrennungskraftmaschine 2 in einem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges 20 mit ihrer Kurbelwelle 24 (unter Zwischenschaltung eines Dämpfers 30) drehfest mit einer Eingangswelle 3 des Hybridgetriebes 1 verbunden ist. Die Eingangswelle 3 bildet unmittelbar einen Eingang einer Getriebeeinrichtung 7 des Hybridgetriebes 1 aus.with 1 the structure of the hybrid transmission 1 according to the invention can be seen according to the first exemplary embodiment. It is clear here that the internal combustion engine 2 is non-rotatably connected to an input shaft 3 of the hybrid transmission 1 with its crankshaft 24 (with the interposition of a damper 30) when the motor vehicle 20 is in an operating state. The input shaft 3 directly forms an input of a transmission device 7 of the hybrid transmission 1 .

Neben der Getriebeeinrichtung 7 weist das Hybridgetriebe 1 eine elektrische Maschine 4 auf, die zum Antrieb des Kraftfahrzeuges 20 in einem rein elektromotorischen Betriebsmodus oder hybriden Betriebsmodus dient. Es ist zu erkennen, dass ausschließlich eine elektrische Maschine 4 vorhanden ist. Die elektrische Maschine 4 ist auf einer der Verbrennungskraftmaschine 2 axial abgewandten Seite der Getriebeeinrichtung 7 / zweier Planetenradsätze 8, 9 der Getriebeeinrichtung 7 angeordnet.In addition to the transmission device 7, the hybrid transmission 1 has an electric machine 4, which is used to drive the motor vehicle 20 in a purely electric motor operating mode or hybrid operating mode. It can be seen that only one electrical machine 4 is present. The electric machine 4 is arranged on a side of the transmission device 7/two planetary gear sets 8, 9 of the transmission device 7 that is axially remote from the internal combustion engine 2.

Die Getriebeeinrichtung 7 ist wiederum als Planetengetriebe mit einem Ravigneaux-Satz umgesetzt. Die Getriebeeinrichtung 7 weist folglich zwei axial nebeneinander angeordnete Planetenradsätze 8, 9 auf. Ein erster Planetenradsatz 8 ist jener Planetenradsatz, der (mit seiner axialen Mitte) axial näher an der Verbrennungskraftmaschine 2 angeordnet ist als ein weiterer, zweiter Planetenradsatz 9.The transmission device 7 is in turn implemented as a planetary gear with a Ravigneaux set. The transmission device 7 consequently has two planetary gear sets 8, 9 arranged axially next to one another. A first planetary gear set 8 is that planetary gear set which (with its axial center) is arranged axially closer to the internal combustion engine 2 than a further, second planetary gear set 9.

Der erste Planetenradsatz 8 weist ein erstes Sonnenrad 10, mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, mit dem ersten Sonnenrad 10 in Zahneingriff befindliche, erste Planetenräder 25, einen diese ersten Planetenräder 25 drehbar lagernden Planetenträger 18 sowie ein Hohlrad 16 auf. Der zweite Planetenradsatz 9 weist ein zweites Sonnenrad 11 und mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, mit diesem zweiten Sonnenrad 11 in Zahneingriff befindliche zweite Planetenräder 26 auf. Ferner befinden sich die zweiten Planetenräder 26 mit den ersten Planetenrädern 25 und dem Hohlrad 16 in Zahneingriff. Auch sind die zweiten Planetenräder 26 auf dem Planetenträger 18 drehbar gelagert.The first planetary gearset 8 has a first sun gear 10, a plurality of first planetary gears 25 distributed in the circumferential direction and meshing with the first sun gear 10, a planetary carrier 18 rotatably supporting these first planetary gears 25, and a ring gear 16. The second planetary gear set 9 has a second sun gear 11 and a plurality of second planetary gears 26 distributed in the circumferential direction and meshing with this second sun gear 11 . Furthermore, the second planet gears 26 mesh with the first planet gears 25 and the ring gear 16 . The second planet gears 26 are also rotatably mounted on the planet carrier 18 .

Mit 1 ist zu erkennen, dass das jeweilige zweite Planetenrad 26 einen ersten Verzahnungsabschnitt 17 aufweist, mit dem es mit dem Hohlrad 16 und den ersten Planetenrädern 25 in Zahneingriff steht, und einen, axial zu dem ersten Verzahnungsabschnitt 17 beabstandeten, zweiten Verzahnungsabschnitt 19 aufweist, mit dem es mit dem zweiten Sonnenrad 11 in Zahneingriff steht.with 1 It can be seen that the respective second planet wheel 26 has a first toothed section 17, with which it meshes with the ring gear 16 and the first planetary wheels 25, and has a second toothed section 19, spaced axially from the first toothed section 17, with which it is in mesh with the second sun gear 11 .

Entsprechend einem Ravigneaux-Satz ist der zweite Planetenradsatz 9 hohlradlos umgesetzt.According to a Ravigneaux set, the second planetary gearset 9 is implemented without a ring gear.

Des Weiteren ist zu erkennen, dass das zweite Sonnenrad 11 permanent drehfest mit einer ersten Koppelwelle 27 verbunden ist. Eine mit einem Rotor 28 der elektrischen Maschine 4 permanent drehverbundene Rotorwelle 5 ist direkt und permanent mit dieser ersten Koppelwelle 27 und somit mit dem zweiten Sonnenrad 11 verbunden. Es befindet sich somit keine zusätzliche Übersetzungsstufe zwischen der Rotorwelle 5 und dem zweiten Sonnenrad 11; die Rotorwelle 5 ist übersetzungsfrei mit dem zweiten Sonnenrad 11 verbunden.It can also be seen that the second sun gear 11 is permanently connected to a first coupling shaft 27 in a rotationally fixed manner. A rotor shaft 5 permanently connected in rotation with a rotor 28 of the electrical machine 4 is directly and permanently connected to this first coupling shaft 27 and thus to the second sun wheel 11 . There is thus no additional transmission stage between the rotor shaft 5 and the second sun gear 11; the rotor shaft 5 is connected to the second sun gear 11 without any translation.

Das erste Sonnenrad 10 ist in dieser Ausführung frei drehbar gelagert und wahlweise mittels einer nachfolgend beschriebenen (dritten) Schalteinheit 14 an einem Gehäuse 29 abstützbar oder mittels einer nachfolgend beschriebenen (ersten) Schalteinheit 12 mit der Eingangswelle 3 verbindbar. Eine das erste Sonnenrad 10 mit der (dritten) Schalteinheit 14 verbindende zweite Koppelwelle 31 durchdringt die erste Koppelwelle 27 axial.In this embodiment, the first sun wheel 10 is freely rotatably mounted and can be supported on a housing 29 by means of a (third) switching unit 14 described below or can be connected to the input shaft 3 by means of a (first) switching unit 12 described below. A second coupling shaft 31 connecting the first sun gear 10 to the (third) switching unit 14 penetrates the first coupling shaft 27 axially.

Ein einen Ausgang der Getriebeeinrichtung 7 und somit des Hybridgetriebes 1 bildender Abtriebsbestandteil 6 ist direkt und permanent mit dem Planetenträger 18 verbunden. Der Abtriebsbestandteil 6 ist bevorzugt gar direkt durch den Planetenträger 18 mit ausgebildet.An output component 6 forming an output of the transmission device 7 and thus of the hybrid transmission 1 is directly and permanently connected to the planetary carrier 18 . The output component 6 is preferably even formed directly by the planetary carrier 18 .

Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Drehachse 22, die eine Längsachse der ersten Koppelwelle 27 bildet, zugleich koaxial mit der Eingangswelle 3, der zweiten Koppelwelle 31 sowie der Rotorwelle 5 angeordnet ist.It can also be seen that the axis of rotation 22 , which forms a longitudinal axis of the first coupling shaft 27 , is also arranged coaxially with the input shaft 3 , the second coupling shaft 31 and the rotor shaft 5 .

Zum Umsetzen der verschiedenen Betriebsmodi des Hybridgetriebes 1 / des Kraftfahrzeuges 20 sind in diesem ersten Ausführungsbeispiel vier verschiedene Schalteinheiten 12, 13, 14, 15 vorhanden.Four different switching units 12, 13, 14, 15 are present in this first exemplary embodiment for converting the various operating modes of the hybrid transmission 1/of the motor vehicle 20.

Zwei Schalteinheiten (erste Schalteinheit 12 und zweite Schalteinheit 13) sind als Kupplungen realisiert und somit zwischen zwei drehend antreibbaren / verdrehbaren Bestandteilen wirkend eingesetzt. Die beiden als Kupplung realisierten Schalteinheiten 12, 13 sind jeweils bevorzugt als Reibkupplung umgesetzt.Two switching units (first switching unit 12 and second switching unit 13) are implemented as clutches and are thus used to act between two rotationally drivable/rotatable components. The two switching units 12, 13 implemented as a clutch are each preferably implemented as a friction clutch.

Eine erste Schalteinheit 12 (in den Figuren auch als K1 gekennzeichnet) ist zwischen der Eingangswelle 3 und dem ersten Sonnenrad 10 wirkend eingesetzt. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der ersten Schalteinheit 12 ist folglich die Eingangswelle 3 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 10 verbunden, wohingegen in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der ersten Schalteinheit 12 die Eingangswelle 3 von dem ersten Sonnenrad 10 rotatorisch entkoppelt ist.A first switching unit 12 (also identified as K1 in the figures) is operatively inserted between the input shaft 3 and the first sun gear 10 . In an activated state (closed position) of the first switching unit 12, the input shaft 3 is therefore non-rotatably connected to the first sun gear 10, whereas in an inactive state (open position) of the first switching unit 12 the input shaft 3 is rotationally decoupled from the first sun gear 10.

Eine zweite Schalteinheit 13 (in den Figuren auch als K2 gekennzeichnet) ist zwischen der Eingangswelle 3 und dem Hohlrad 16 wirkend eingesetzt. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der zweiten Schalteinheit 13 ist demnach die Eingangswelle 3 drehfest mit dem Hohlrad 16 verbunden; in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der zweiten Schalteinheit 13 ist die Eingangswelle 3 von dem Hohlrad 16 rotatorisch entkoppelt.A second switching unit 13 (also identified as K2 in the figures) is operatively inserted between the input shaft 3 and the ring gear 16 . In an activated state (closed position) of the second switching unit 13, the input shaft 3 is therefore non-rotatably connected to the ring gear 16; in an inactive state (open position) of the second switching unit 13, the input shaft 3 is rotationally decoupled from the ring gear 16.

Zwei weitere Schalteinheiten (dritte Schalteinheit 14 und vierte Schalteinheit 15) sind als Bremse realisiert. Die beiden als Bremse realisierten Schalteinheiten 14, 15 dienen folglich zum wahlweisen Festlegen / Abstützen eines Bestandteils der Getriebeeinrichtung 7 zu dem Gehäuse 29.Two other switching units (third switching unit 14 and fourth switching unit 15) are implemented as a brake. The two switching units 14, 15 implemented as a brake consequently serve to selectively fix/support a component of the transmission device 7 to the housing 29.

Eine dritte Schalteinheit 14 (in den Figuren auch als B1 gekennzeichnet) ist wirkend zwischen dem ersten Sonnenrad 10 und dem Gehäuse 29 eingesetzt. Folglich ist in einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der dritten Schalteinheit 14 das erste Sonnenrad 10 relativ zu dem Gehäuse 29 abgestützt; in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der dritten Schalteinheit 14 ist das erste Sonnenrad 10 frei relativ zu dem Gehäuse 29 drehbar.A third switching unit 14 (also denoted as B1 in the figures) is operatively interposed between the first sun gear 10 and the housing 29 . Consequently, in an activated state (closed position) of the third switching unit 14, the first sun gear 10 is supported relative to the case 29; in an inactive state (open position) of the third switching unit 14 , the first sun gear 10 is freely rotatable relative to the housing 29 .

Eine vierte Schalteinheit 15 (in den Figuren auch als B2 gekennzeichnet) ist wirkend zwischen dem Hohlrad 16 und dem Gehäuse 29 wirkend eingesetzt. In einem aktivierten Zustand (geschlossene Stellung) der vierten Schalteinheit 15 ist das Hohlrad 16 relativ zu dem Gehäuse 29 abgestützt; in einem inaktiven Zustand (geöffnete Stellung) der vierten Schalteinheit 15 ist das Hohlrad 16 frei relativ zu dem Gehäuse 29 verdrehbar.A fourth switching unit 15 (also denoted as B2 in the figures) is operatively inserted between the ring gear 16 and the housing 29 . In an activated state (closed position) of the fourth switching unit 15, the ring gear 16 is supported relative to the housing 29; in an inactive state (open position) of the fourth switching unit 15 , the ring gear 16 can rotate freely relative to the housing 29 .

In Verbindung mit 2 sind dann unterschiedliche Betriebsmodi, wie sie durch Ansteuern der einzelnen Schalteinheiten 12, 13, 14, 15 des Hybridgetriebes 1 nach 1 realisierbar sind, dargestellt.Combined with 2 are then different operating modes, as by controlling the individual switching units 12, 13, 14, 15 of the hybrid transmission 1 after 1 are realizable, shown.

Zum Umsetzen zweier unterschiedlicher Gänge / Übersetzungsstufen (EM 1 und EM 2) zwischen der elektrischen Maschine 4 (in den Figuren auch als EM gekennzeichnet) und dem Abtriebsbestandteil 6 in einem rein elektromotorischen Betriebsmodus (Verbrennungskraftmaschine 2 / ICE ist entkoppelt oder ausgeschaltet) befindet sich entweder die dritte Schalteinheit 14 oder die vierte Schalteinheit 15 in ihrem aktivierten Zustand. Die ersten und zweiten Schalteinheiten 12, 13 befinden sich stets in ihrem inaktiven Zustand. 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.Either the third switching unit 14 or the fourth switching unit 15 in its activated state. The first and second switching units 12, 13 are always in their inactive state. 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 2 (in den Figuren auch als ICE gekennzeichnet) und dem Abtriebsbestandteil 6 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 2 (also identified as ICE in the figures) and the output component 6 .

In einem rein verbrennungskraftmotorischen Betriebsmodus, in dem die elektrische Maschine 4 nicht zum Antrieb des Abtriebsbestandteils 6 beiträgt und etwa als Generator (Gen) eingesetzt ist, sind gemäß 2 die erste Schalteinheit 12 und die zweite Schalteinheit 13 in ihrem aktivierten Zustand oder in ihrem inaktiven Zustand geschaltet. Die dritte Schalteinheit 14 und die vierte Schalteinheit 15 befinden sich stets in ihrem inaktiven Zustand. Dadurch sind die beiden mit ICE 1, ICE 2 gekennzeichneten Gänge schaltbar. Die beiden Gänge ICE 3, ICE 4 sind auch in einem hybridischen Betriebsmodus umsetzbar, wobei die elektrische Maschine 4 als Antriebsmaschine (Mot) geschaltet ist.According to 2 the first switching unit 12 and the second switching unit 13 are switched in their activated state or in their inactive state. The third switching unit 14 and the fourth switching unit 15 are always in their inactive state. This means that the two gears marked ICE 1 and ICE 2 can be shifted. The two gears ICE 3, ICE 4 can also be implemented in a hybrid operating mode, with the electric machine 4 being switched as a drive machine (Mot).

Mit 2 ist zu erkennen, dass sich in dem Gang ICE1 die erste Schalteinheit 12 in dem aktivierten Zustand befindet, während sich die zweite, dritte und vierte Schalteinheit 13, 14, 15 in dem inaktiven Zustand befinden. In dem Gang ICE2 befindet sich die zweite Schalteinheit 13 in dem aktivierten Zustand, während sich die erste, dritte und vierte Schalteinheit 12 ,14, 15 in dem inaktiven Zustand befinden. In dem Gang ICE3 befinden sich die erste und zweite Schalteinheit 12, 13 in dem aktivierten Zustand, während sich die dritte und vierte Schalteinheit 14, 15 in dem inaktiven Zustand befinden. In dem Gang ICE4 befinden sich die zweite Schalteinheit 13 und die dritte Schalteinheit 14 in dem aktivierten Zustand, während sich die erste und vierte Schalteinheit 12, 15 in dem inaktiven Zustand befinden.with 2 It can be seen that in gear ICE1 the first switching unit 12 is in the activated state, while the second, third and fourth switching units 13, 14, 15 are in the inactive state. In gear ICE2, the second switching unit 13 is in the activated state, while the first, third and fourth switching units 12, 14, 15 are in the inactive state. In gear ICE3, the first and second switching units 12, 13 are in the activated state, while the third and fourth switching units 14, 15 are in the inactive state. In gear ICE4, the second switching unit 13 and the third switching unit 14 are in the activated state, while the first and fourth switching units 12, 15 are in the inactive state.

In einem weiteren Rückwärtsgang ICE-Reverse ist das Kraftfahrzeug 20 wiederum wahlweise ausschließlich durch die Verbrennungskraftmaschine 2 oder kombiniert durch Verbrennungskraftmaschine 2 und die elektrische Maschine 4 antreibbar. Zum Umsetzen dieses Gangs ICE-Reverse sind die erste und vierte Schalteinheit 12, 15 in dem aktivierten Zustand, während sich die zweite und dritte Schalteinheit 13, 14 in dem inaktiven Zustand befinden.In a further reverse gear ICE reverse, the motor vehicle 20 can again be driven either exclusively by the internal combustion engine 2 or in combination by the internal combustion engine 2 and the electric machine 4 . To implement this ICE reverse gear, the first and fourth switching units 12, 15 are in the activated state, while the second and third switching units 13, 14 are in the inactive state.

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 2 ist in allen Gängen des rein verbrennungskraftmotorischen 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 2 can be implemented in all gears of the purely internal combustion engine operating mode and the hybrid operating mode.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ist im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel 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 ICE4 im rein verbrennungskraftmotorischer oder hybriden Betriebsmodus weggelassen.In the second embodiment of the 3 and 4 the third switching unit 14 is dispensed with in comparison to the first exemplary 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. Also, the ICE4 gear is omitted in the ICE-only or hybrid mode of operation.

In dem dritten Ausführungsbeispiel der 5 und 6 ist im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel 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 5 and 6 the fourth switching unit 15 is omitted in comparison to the first exemplary 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 dem vierten Ausführungsbeispiel nach den 7 und 8 ist im Vergleich zu 1 sowohl 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 7 and 8th is compared to 1 both dispensed with the first switching unit 12. 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 9 und 10 ist das fünfte Ausführungsbeispiel 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 ausgebildet. Die zweite Schalteinheit 13 ist somit nicht mehr drehrichtungsunabhängig, sondern in Abhängigkeit einer Relativdrehrichtung zwischen einem ersten Kupplungsbestandteil 21a (seitens der Eingangswelle 3) und einem zweiten Kupplungsbestandteil 21b (seitens des Hohlrades 16) schaltbar. Bei einer ersten Relativdrehrichtung der beiden Kupplungsbestandteile 21a, 21b 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 des vierten Ausführungsbeispiels.In connection with the 9 and 10 the fifth exemplary 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. 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 21a (on the part of the input shaft 3) and a second clutch component 21b (on the part of the ring gear 16). In a first relative direction of rotation of the two clutch components 21a, 21b, 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 exemplary embodiment.

In dem sechsten Ausführungsbeispiel der 11 und 12 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 11 and 12 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 8, 9, 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 includes the following elements: Two Pla net wheel sets 8, 9, four switching elements (two brakes and two clutches in the form of the first to fourth switching 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 K1 und K2 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 Kupplungen K1, K2, B1, B2 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 coupling is required, as K1 and K2 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 clutches K1, K2, B1, B2.

Die Hauptmerkmale ist folglich ein Ravigneaux-Planetenradsatz (d.h. zwei Planetenradsätze 8, 9 mit einem gemeinsamen Planetenträger 18 und langen (zweiten) Planetenrädern 26, die in beide Planetenradsätze 8, 9 eingreifen). Jeder Planetenradsatz 8, 9 umfasst ein Sonnenrad 10, 11. Die elektrische Maschine 4 ist permanent mit dem ersten Sonnenrad 10 verbunden. Die Kupplung K1 (erste Schalteinheit 12) ermöglicht die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und dem ersten Sonnenrad 10. Die Kupplung K2 (zweite Schalteinheit 13) ermöglicht die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und dem Hohlrad 16. Die Bremse B1 (dritte Schalteinheit 14) ermöglicht die Blockierung des ersten Sonnenrades 10. Die Bremse B2 (vierte Schalteinheit 15) ermöglicht die Blockierung des Hohlrades 16.The main feature is thus a Ravigneaux planetary gear set (i.e. two planetary gear sets 8, 9 with a common planet carrier 18 and long (second) planet gears 26 meshing with both planetary gear sets 8, 9). Each planetary gear set 8, 9 includes a sun gear 10, 11. The electric machine 4 is permanently connected to the first sun gear 10. The clutch K1 (first switching unit 12) enables the connection between the internal combustion engine 2 and the first sun gear 10. The clutch K2 (second switching unit 13) enables the connection between the internal combustion engine 2 and the ring gear 16. The brake B1 (third switching unit 14) enables the blocking of the first sun gear 10. The brake B2 (fourth switching unit 15) enables the blocking of the ring gear 16.

BezugszeichenlisteReference List

11
Hybridgetriebehybrid transmission
22
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
33
Eingangswelleinput shaft
44
elektrische Maschineelectric machine
55
Rotorwellerotor shaft
66
Abtriebsbestandteiloutput component
77
Getriebeeinrichtunggear mechanism
88th
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
99
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
1010
erstes Sonnenradfirst sun wheel
1111
zweites Sonnenradsecond sun wheel
1212
erste Schalteinheitfirst switching unit
1313
zweite Schalteinheitsecond switching unit
1414
dritte Schalteinheitthird switching unit
1515
vierte Schalteinheitfourth switching unit
1616
Hohlradring gear
1717
erster Verzahnungsabschnittfirst gear section
1818
Planetenträgerplanet carrier
1919
zweiter Verzahnungsabschnittsecond gear section
2020
Kraftfahrzeugmotor vehicle
21a21a
erster Kupplungsbestandteilfirst clutch component
21b21b
zweiter Kupplungsbestandteilsecond clutch component
2222
Drehachseaxis of rotation
2323
Antriebsachsedrive axle
2424
Kurbelwellecrankshaft
2525
erstes Planetenradfirst planet wheel
2626
zweites Planetenradsecond planet gear
2727
erste Koppelwellefirst coupling shaft
2828
Rotorrotor
2929
Gehäusehousing
3030
Dämpfermute
3131
zweite Koppelwellesecond coupling shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2020/108687 A1 [0002]WO 2020/108687 A1 [0002]

Claims (10)

Hybridgetriebe (1) für ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug (20), mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) koppelbaren Eingangswelle (3), einer für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges (20) ausgebildeten elektrischen Maschine (4), einer zwischen der Eingangswelle (3), einer Rotorwelle (5) der elektrischen Maschine (4) und einem Abtriebsbestandteil (6) wirkend eingesetzten Getriebeeinrichtung (7), wobei die Getriebeeinrichtung (7) zwei Planetenradsätze (8, 9) aufweist und wobei ein einem ersten Planetenradsatz (8) zugeordnetes erstes Sonnenrad (10) mit einem Gehäuse (29) koppelbar ist oder permanent von diesem Gehäuse (29) entkoppelt ist und ein einem zweiten Planetenradsatz (9) zugeordnetes zweites Sonnenrad (11) permanent mit der Rotorwelle (5) gekoppelt ist, sowie mit zumindest zwei, zum Schalten mehrerer Gänge der Getriebeeinrichtung (7) vorgesehener Schalteinheiten (12, 13, 14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Planetenräder (25) des ersten Planetenradsatzes (8) mit dem ersten Sonnenrad (10) sowie mehreren Planetenrädern (26) des zweiten Planetenradsatzes (9) in Zahneingriff stehen und die Planetenräder (26) des zweiten Planetenradsatzes (9) weiterhin sowohl mit dem zweiten Sonnenrad (11) als auch mit einem dem ersten Planetenradsatz (8) zugeordneten Hohlrad (16) in Zahneingriff stehen.Hybrid transmission (1) for a motor vehicle (20) with hybrid drive, having an input shaft (3) which can be coupled to an internal combustion engine (2), an electric machine (4) designed to drive the motor vehicle (20), an electrical machine (4) between the input shaft (3) , a rotor shaft (5) of the electrical machine (4) and an output component (6), the transmission device (7) having two planetary gear sets (8, 9) and a first planetary gear set (8) assigned to it sun gear (10) can be coupled to a housing (29) or is permanently decoupled from this housing (29) and a second sun gear (11) assigned to a second planetary gear set (9) is permanently coupled to the rotor shaft (5), and with at least two , switching units (12, 13, 14, 15) provided for shifting several gears of the transmission device (7), characterized in that several planet wheels (25) of the first planetary gear set (8th ) mesh with the first sun gear (10) and several planetary gears (26) of the second planetary gear set (9) and the planetary gears (26) of the second planetary gear set (9) continue to mesh with both the second sun gear (11) and one of the first Planetary gear set (8) associated with ring gear (16) are in tooth engagement. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (3) über eine als Kupplung ausgebildete erste Schalteinheit (12) mit dem ersten Sonnenrad (10) koppelbar ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 , characterized in that the input shaft (3) can be coupled to the first sun wheel (10) via a first switching unit (12) designed as a clutch. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (3) über eine als Kupplung ausgebildete zweite Schalteinheit (13) mit dem dem ersten Planetenradsatz (8) zugeordneten Hohlrad (16) koppelbar ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the input shaft (3) can be coupled to the ring gear (16) assigned to the first planetary gear set (8) via a second switching unit (13) designed as a clutch. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinheit (13) als eine unabhängig von einer Relativdrehrichtung ihres ersten Kupplungsbestandteils (21a) zu ihrem zweiten Kupplungsbestandteil (21b) 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 (21a) to its second clutch component (21b) 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 das erste Sonnenrad (11) 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 the first sun gear (11) can be supported on the housing via a third switching unit (14) designed as a brake. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (16) des ersten Planetenradsatzes (8) 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 (16) of the first planetary gear set (8) 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 die Planetenräder (25) des ersten Planetenradsatzes (8) und die Planetenräder (26) des zweiten Planetenradsatzes (9) an einem gemeinsamen Planetenträger (18) aufgenommen sind.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the planetary gears (25) of the first planetary gear set (8) and the planetary gears (26) of the second planetary gear set (9) are accommodated on a common planet carrier (18). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsbestandteil (6) permanent mit dem Planetenträger (18) verbunden ist.Hybrid transmission (1) according to claim 7 , characterized in that the output component (6) is permanently connected to the planet carrier (18). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (4) auf einer der Eingangswelle (3) abgewandten axialen Seite der Getriebeeinrichtung (7) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the electric machine (4) on one of the input shaft (3) facing away from the axial side of the transmission device (7) is arranged. Kraftfahrzeug (20) mit einem an einer Antriebsachse (23) eingesetzten Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle (20) with a hybrid transmission (1) used on a drive axle (23) according to one of Claims 1 until 9 .
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020108687A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid transmission unit having two planetary gear sets and a plurality of switching devices; and motor vehicle

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WO2020108687A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid transmission unit having two planetary gear sets and a plurality of switching devices; and motor vehicle

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