DE102021127313A1 - DHT-Baukastensystem und Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten sowie DHT-Getriebe, Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Ulrich Ohnemus
Edmund Bauchrowitz
Markus Nußbaumer
Benjamin Kluge
Sebastian Liebert
Fritz Pobitzer
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
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    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
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Abstract

Die Erfindung betrifft DHT-Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D), ein Verfahren zum Herstellen eines DHT-Getriebes (1), eine Hybridantriebseinheit (2) sowie ein Kraftfahrzeug. Unterschiedliche/verschiedene DHT-Getriebe (1) in Variante A, B, C und/oder C sind mithilfe des Baukastensystems herstellbar, indem wenigstens einige Getriebemodule (M) aus dem Baukastensystem ausgewählt und zusammengesetzt werden. Dabei umfasst das Baukastensystem als Getriebemodule (M) unterschiedliche elektromechanische Energiewandlermodulvarianten (3, 39, 62); unterschiedliche Übersetzungsmodulvarianten (6); unterschiedliche Abtriebsmodulvarianten (10, 54). Die Getriebemodule (M) sind derart ausgebildet, dass mithilfe des DHT-Baukastensystems DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D) herstellbar sind, die ein vorgegebenes gemeinsames geometrisches Getriebemerkmal aufweisen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein DHT-Baukastensystem, mithilfe dessen unterschiedliche DHT-Getriebe-Varianten herstellbar sind, indem Getriebemodule aus dem Baukastensystem ausgewählt und zusammengesetzt werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten mithilfe des DHT-Baukastensystems. Zudem betrifft die Erfindung ein DHT-Getriebe, das mithilfe des DHT-Baukastensystems bzw. mithilfe des Verfahrens hergestellt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, die ein DHT-Getriebe aufweist. Überdies betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Hybridantriebseinheit ausgerüstet ist.
  • Heutzutage werden verstärkt Fahrzeug-Architekturen entwickelt, die auf einen rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind. Bei diesen Fahrzeug-Architekturen, die BEV-Purpose-Architekturen genannt werden, wird besonders wenig Bauraum für mechanische Antriebselemente, wie Wellen, Getriebe etc., vorgesehen, da rein elektrische Antriebsstränge wenig Bauraum erfordern. Sollen dann aber - beispielsweise aufgrund einer Modellpflege und/oder aufgrund einer Modellpalettenerweiterung - weitere Antriebselemente implementiert werden, besteht im Rahmen des Packagings das Problem, diese weiteren bzw. zusätzlichen Antriebselemente effizient in die bestehende BEV-Purpose-Architekturen zu integrieren. Dies ist besonders kompliziert, da durch den vorgegebenen, beengten Bauraum der BEV-Purpose-Architekturen eine Vielzahl von Funktionsbaugruppen zu integrieren sind, beispielsweise dann, wenn in die BEV-Purpose-Architektur ein Hybrid-Antriebsstrang integriert werden soll. Es besteht also der Bedarf nach Antriebselementen, die möglichst einfach bzw. aufwandsarm in eine vorhandene BEV-Prupose-Architektur eingebunden werden können.
  • In der DD 290 556 A7 ist ein Getriebegehäuse für mehrstufige Getriebereihen im Baukastensystem vorgeschlagen. Durch dieses Getriebegehäuse sind zwei Wellenanordnungen ermöglicht, wobei das Getriebegehäuse symmetrische Außenkonturen aufweist. Durch die DE 10 2006 043 961 A1 ist ein Getriebe offenbart, das aus einem Baukasten von Teilen hergestellt ist. Zum Herstellen dieses herkömmlichen Getriebes wird aus dem Baukasten eines von mehreren Abtriebsgehäusen gewählt, wobei jedes wählbare Abtriebsgehäuse mit den restlichen Teilen des Getriebes zu einem Getriebe zusammenbaubar ist. Diese herkömmlichen Getriebe sind aber den aktuellen Herausforderungen hinsichtlich eines Packagings von Hybrid-Antriebselementen in eine BEV-Purpose-Architektur nicht gewachsen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein dediziertes Hybridgetriebe (DHT: Dedicated Hybrid Transmission) besonders effizient in eine vorgegebene BEV-Purpose-Fahrzeugarchitektur zu integrieren.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
  • Erfindungsgemäß wird ein DHT-Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten vorgeschlagen. Mithilfe des DHT-Baukastensystems sind die unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten herstellbar, indem aus dem DHT-Baukastensystem Getriebemodule ausgewählt werden. Die ausgewählten Getriebemodule werden dann zusammengesetzt, sodass DHT-Getriebe in unterschiedlichen Varianten hergestellt werden können. Das Baukastensystem weist also ein jeweiliges Sortiment von Getriebemodulen auf.
  • Das DHT-Baukastensystem weist als Getriebemodule ein Sortiment von unterschiedlichen elektromechanischen Energiewandlermodulen auf, also unterschiedliche elektromechanische Energiewandlermodulvarianten. Dabei unterscheiden sich die unterschiedlichen elektromechanischen Energiewandlermodule von Variante zu Variante zum Beispiel hinsichtlich Größe, Rotorwellenausgestaltung, elektrischer Leistung etc. Das jeweilige elektromechanische Energiewandlermodul kann beispielsweise von Variante zu Variante als elektrische Traktionsmaschine, als elektrische Getriebesynchronisationsmaschine und/oder als Funktions-E-Maschine eingesetzt werden.
  • Das DHT-Baukastensystem weist weiter ein Sortiment von unterschiedlichen Übersetzungsmodulen auf, also unterschiedliche Übersetzungsmodulvarianten. Dabei kann das jeweilige Übersetzungsmodul wenigstens einen Stirnradsatz und/oder wenigstens einen Planetengetrieberadsatz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das jeweilige Übersetzungsmodul ein Zugmittelgetriebe, beispielsweise ein Kettengetriebe, ein Riemengetriebe etc., aufweisen. Insbesondere weist das jeweilige Übersetzungsmodul von Variante zu Variante unterschiedliche Getriebeschaltelemente oder unterschiedliche Anordnungen der Getriebeschaltelemente auf. Dabei handelt es sich bei dem jeweiligen Getriebeschaltelement zum Beispiel um ein Formschlusselement und/oder um ein Reibschlusselement. Es kann vorgesehen sein, dass das DHT-Baukastensystem frei von Reibschlusselementen ist, sodass das mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellte DHT-Getriebe im Betrieb besonders wenigen Reibverlusten unterworfen ist. Die unterschiedlichen Übersetzungsmodule können sich zudem von Variante zu Variante hinsichtlich eines jeweiligen Übersetzungsverhältnisses unterscheiden.
  • Ferner umfasst das DHT-Baukastensystem ein Sortiment von unterschiedlichen Abtriebsmodulen, also unterschiedliche Abtriebsmodulvarianten. Das jeweilige Abtriebsmodul weist dabei zum Beispiel eine Welle auf. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Abtriebsmodul einen Getrieberadsatz, das heißt einen Stirnradsatz und/oder einen Planetengetrieberadsatz, aufweist. Beispielweise ist das jeweilige Abtriebsmodul dann dazu ausgebildet, eine im Betrieb des DHT-Getriebes mittels der Traktionsmaschine bereitgestellte mechanische Leistung in eine mechanische Getriebeausgangsleistung zu übersetzen. So kann durch das jeweilige Abtriebsmodul eine „letzte Übersetzung“ des mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten DHT-Getriebes dargestellt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Getriebeschaltelementen der unterschiedlichen Übersetzungsmodule kann das DHT-Baukastensystem ein Sortiment von unterschiedlichen Getriebeschaltelementen aufweisen, also unterschiedliche Getriebeschaltelementanordnungsvarianten. Das DHT-Baukastensystem weist also eventuell weitere Getriebeschaltelemente auf, die nicht von der jeweiligen Übersetzungsmodulvariante umfasst sind.
  • Die in dem DHT-Baukastensystem bereitgehaltenen Getriebemodule sind derart ausgebildet, dass mithilfe des DHT-Baukastensystems DHT-Getriebe-Varianten, das heißt wenigstens zwei unterschiedliche DHT-Getriebe-Varianten, herstellbar sind. Dabei weisen die zwei mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten, unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten zumindest ein vorgegebenes oder vorgebbares gemeinsames Getriebemerkmal auf. Hierdurch sind in vorteilhafter Weise jeweils besonders kompakt bzw. bauraumeffizient ausgebildeten DHT-Getriebe-Varianten, die besonders einfach bzw. aufwandsarm in BEV-Purpose-Fahrzeug-Architekturen integrierbar sind, in besonderem Maße Rechnung getragen. Mit anderen Worten gestaltet sich ein Adaptieren von Befestigungspunkten der bereits fertig entwickelten BEV-Fahrzeug-Architektur besonders einfach. Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise besonders einfach ermöglicht, die BEV-Purpose-Architektur mit einer Hybridantriebseinheit auszurüsten, die eine Verbrennungskraftmaschine aufweist. Da im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeuggetrieben das DHT-Prinzip darin besteht, dass ein elektromechanischer Energiewandler („Elektromotor“) wenigstens eine Getriebeaufgabe ausführt, kann in vorteilhafter Weise ein Mechanikanteil des DHT-Getriebes verringert werden. Dies führt zum einen zu der besonders kompakten bzw. bauraumeffizienten Ausgestaltung des DHT-Getriebes und zum anderen zu einem besonders leicht ausgebildeten DHT-Getriebe, sodass das mit dem DHT-Getriebe ausgerüstete Kraftfahrzeug besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm betreibbar ist. Ein Modifizieren bzw. Anpassen der vorgegebenen bzw. vorhandenen BEV-Fahrzeug-Architektur entfällt, was ökonomisch und ökologisch besonders günstig ist.
  • Das vorgegebene bzw. vorgebbare gemeinsame geometrische Getriebemerkmal des DHT-Getriebes, das mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt wurde oder herstellbar ist, weist wenigstens ein Teilmerkmal oder mehrere Teilmerkmale auf. Bei dem jeweiligen Teilmerkmal handelt es sich zum Beispiel um
    • - einen radialen Abstand zwischen Getriebemodulen,
    • - eine Getriebebauhöhe,
    • - eine Getriebebaubreite,
    • - eine Getriebebaulänge,
    • - ein Getriebebauvolumen und/oder
    • - eine Getriebeaußenkontur.
  • Hierdurch lässt sich ein Bauraum für das DHT-Getriebe, der in der BEV-Fahrzeug-Architektur für Elemente, die aufgrund der Hybridisierung der BEV-Fahrzeug-Architektur entfallen, effizient durch das mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten bzw. herstellbaren DHT-Getriebes ausnutzen. Des Weiteren können diese Elemente, die aufgrund der Hybridisierung bei der BEV-Fahrzeug-Architektur entfallen, besonders einfach durch das DHT-Getriebe ersetzt werden. Dabei werden beispielsweise Befestigungspunkte, an denen die entfallenen bzw. zu ersetzenden oder ersetzten Elemente befestigt waren, durch korrespondierende Befestigungspunkte des DHT-Getriebes genutzt, ohne dass die BEV-Fahrzeug-Architektur in aufwendiger Weise dafür modifiziert werden müsste.
  • In weiterer Ausgestaltung des DHT-Baukastensystems weist das jeweilige Abtriebsmodul ein Differenzialgetriebe, zum Beispiel ein Kegelraddifferenzial, ein Stirnraddifferenzial, ein Planeten-Stirnraddifferenzial etc., auf. Alternativ oder zusätzlich weist das jeweilige Abtriebsmodul eine von dem Differenzialgetriebe unterschiedliche Abtriebsgetriebestufe auf, beispielsweise einen Planetengetrieberadsatz. Dabei kann die Abtriebsgetriebestufe dazu ausgebildet - das heißt angeordnet und eingerichtet - sein, um eine feste Übersetzung bereitzustellen. Demnach kann es sich bei der Abtriebsgetriebestufe um eine nicht schaltbare oder nicht verstellbare Getriebestufe handeln. Alternativ zu der nicht schaltbaren Getriebestufe kann das Abtriebsmodul eine verstellbare bzw. schaltbare Getriebestufe aufweisen, sodass mittels der Abtriebsgetriebestufe unterschiedliche bzw. verstellbare Übersetzungsverhältnisse bereitstellbar sind. Mittels des Differenzialgetriebes ist ein Drehzahlausgleich zwischen zwei Abtriebsmodulen desselben DHT-Getriebes ermöglicht, beispielsweise für eine Kurvenfahrt des mit dem DHT-Getriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeugs.
  • Das DHT-Baukastensystem weist in Weiterbildung als weitere Getriebemodule ein Sortiment von unterschiedlichen Quertriebsmodulen, also unterschiedliche Quertriebsmodulvarianten, auf. Dabei weist ein Quertriebsmodul in einer ersten Variante einen ersten Hauptquertrieb auf, mittels dessen bei den mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten DHT-Getriebe-Varianten ein Abtriebselement einer Antriebsmaschine und das Abtriebsmodul zum Übertragen von mechanischer Leistung - direkt oder indirekt, etwa mittels eines Übersetzungsmechanismus - miteinander koppelbar oder gekoppelt sind. Bei der jeweiligen Antriebsmaschine kann es sich zum Beispiel um eine Verbrennungskraftmaschine handeln. In diesem Fall kann es sich bei dem Abtriebselement der Verbrennungskraftmaschine dann um eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere um eine Sekundärseite eines Drehschwingungsdämpfsystems, etwa eines Zweimassenschwungrads, handeln. Des Weiteren kann es sich bei der Antriebsmaschine um einen elektromechanischen Energiewandler, also um eine elektrische Maschine, handeln. In diesem Fall ist dann eine Rotorwelle des elektromechanischen Energiewandlers als das Abtriebselement der Antriebsmaschine anzusehen. Das jeweilige Quertriebsmodul kann ein Zugmittelgetriebe, ein Stirnradgetriebe etc. aufweisen. Bei der Antriebsmaschine, dessen Abtriebselement und das Abtriebsmodul mechanisch miteinander koppelbar sind, handelt es sich insbesondere um eine Traktionsmaschine für das Kraftfahrzeug. Auf diese Weise können unterschiedliche Antriebsmaschinen effizient an die unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten angebunden werden, wodurch das DHT-Baukastensystem besonders vielseitig bzw. flexibel einsetzbar ist.
  • In diesem Zusammenhang und wie in Weiterbildung des DHT-Baukastensystems vorgesehen, weist das jeweilige Quertriebsmodul - insbesondere in dessen erster Variante - einen Nebenquertrieb auf, mittels dessen wenigstens ein Nebenaggregat, insbesondere ein weiterer elektromechanischer Energiewandler, ein Kältemittelverdichter, eine Wasserpumpe etc., und der (erste) Hauptquertrieb und/oder ein im Folgenden noch beschriebener, zweiter Hauptquertrieb zum Übertragen von mechanischer Leistung - direkt oder indirekt - miteinander koppelbar oder gekoppelt sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Nebenaggregat um ein Nebenaggregat der BEV-Fahrzeug-Architektur handeln, sodass dieses Nebenaggregat mittels des DHT-Getriebes, das mithilfe des DHT-Baukastensystems herstellbar oder hergestellt ist, antreibbar ist. So ist das DHT-Baukastensystem noch flexibler/vielseitiger. Hinsichtlich der Quertriebsmodulvarianten weist das DHT-Baukastensystem in weiterer Ausgestaltung eine weitere, zweite Quertriebsmodulvariante auf, die - alternativ oder zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Quertriebsmodulvariante - den weiteren bzw. zweiten Hauptquertrieb aufweist. Mittels des weiteren/zweiten Hauptquertriebs sind bei den mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten DHT-Getriebe-Varianten ein Abtriebselement einer weiteren (zweiten) Antriebsmaschine und das Abtriebsmodul zum Übertragen von mechanischer Leistung - direkt oder indirekt, etwa mittels eines Übersetzungsmechanismus - miteinander koppelbar bzw. gekoppelt. So ist es beispielsweise denkbar, dass das entsprechende DHT-Getriebe einen elektromechanischen Energiewandler aufweist, wobei dessen Rotorwelle und die Getriebehauptachse des DHT-Getriebes parallel voneinander beabstandet sind. Generell kann bei dem DHT-Baukastensystem vorgesehen sein, dass - alternativ oder zusätzlich zu dem parallel versetzten elektromechanischen Energiewandler - das DHT-Getriebe einen elektromechanischen Energiewandler aufweist, dessen Rotorwelle und die Getriebehauptachse koaxial zueinander angeordnet sind. Durch das Quertriebsmodul in der weiteren bzw. zweiten Variante ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, den elektromechanischen Energiewandler abseits der Getriebehauptachse anzuordnen und/oder einen weiteren elektromechanischen Energiewandler abseits der Getriebehauptachse anzuordnen.
  • Das DHT-Baukastensystem ist noch flexibler bzw. vielseitiger einsetzbar, indem - wie in Weiterbildung des DHT-Baukastensystems vorgesehen - es als weitere Getriebemodule ein Sortiment von unterschiedlichen Vorgelegemodulen, also unterschiedliche Vorgelegemodulvarianten, aufweist. Insbesondere ist es durch diese Vorgelegemodule ermöglicht, eine in vorteilhafter Weise besonders hohe Anzahl von Übersetzungsverhältnissen mittels des DHT-Getriebes bereitzustellen. Anders ausgedrückt weist das DHT-Getriebe, das mithilfe des DHT-Baukastensystems herstellbar oder hergestellt ist, oder dessen Varianten eine vorteilhafterweise besonders hohe Anzahl an Festgängen auf.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des DHT-Baukastensystems ist vorgesehen, dass das jeweilige Getriebemodul ein Gehäuseteil aufweist, wobei die Gehäuseteile mittels des Zusammensetzens der Getriebemodule zu einem DHT-Gehäuse zusammensetzbar ist. Mit anderen Worten wird das DHT-Gehäuse, das heißt ein Außengehäuse des mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten DHT-Getriebes, gebildet, indem die den entsprechenden Gehäuseteil aufweisenden Getriebemodule ausgewählt und danach bestimmungsgemäß zusammengesetzt werden. In alternativer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das DHT-Baukastensystem ein Sortiment von unterschiedlichen Gehäuseteilmodulen aufweist, also unterschiedliche Gehäuseteilmodulvarianten. In diesem Fall wären dann das jeweilige Getriebemodul und ein entsprechendes Gehäuseteilmodul beim Bauen bzw. Einsetzen des DHT-Getriebes miteinander zu verbinden. Indem das jeweilige Getriebemodul den zugeordneten Gehäuseteil aufweist, lässt sich das DHT-Getriebe besonders einfach und/oder aufwandsarm zusammensetzen.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten mithilfe eines gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten DHT-Baukastensystems. Werden hierin im Rahmen der Beschreibung des DHT-Baukastensystems Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargelegt, so sind diese als ebensolche anzusehen und umgekehrt.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen eines DHT-Getriebes werden basierend auf der herzustellenden DHT-Getriebe-Variante wenigstens einige Getriebemodule aus unterschiedlichen elektromechanischen Energiewandlermodulvarianten, aus unterschiedlichen Übersetzungsmodulvarianten und/oder aus unterschiedlichen Antriebspaarmodulvarianten ausgewählt. Die gemäß der herzustellenden DHT-Getriebe-Variante ausgewählten Getriebemodule werden dann bestimmungsgemäß zusammengesetzt. Durch das Zusammensetzen wird das entsprechende DHT-Getriebe gebildet. Dabei werden die Getriebemodule derart ausgewählt, dass die DHT-Getriebe-Varianten, das heißt wenigstens zwei unterschiedliche DHT-Getriebe-Varianten, ein vorgegebenes gemeinsames geometrisches Getriebemerkmal aufweisen. Durch das Verfahren lässt sich mithilfe des DHT-Baukastensystems in einfacher Weise eine Reihe von DHT-Getrieben herstellen, wobei die DHT-Getriebe das gemeinsame vorgegebene Getriebemerkmal aufweisen. So lassen sich die mittels des Verfahrens hergestellten DHT-Getriebe bzw. die mittels des Verfahrens hergestellten DHT-Getriebe-Varianten besonders einfach und/oder aufwandsarm in die vorgegebene BEV-Fahrzeug-Architektur integrieren.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein DHT-Getriebe, das mittels eines gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Verfahrens hergestellt ist. Das DHT-Getriebe ist also aus den Getriebemodulen aus einem gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten DHT-Baukastensystem zusammengesetzt. Dabei weist das DHT-Getriebe aufgrund der Auswahl der Getriebemodule - wie auch andere mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellte oder herstellbare DHT-Getriebe - ein vorgegebenes geometrisches Getriebemerkmal auf.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, wobei die Hybridantriebseinheit ein gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildetes DHT-Getriebe aufweist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen, wobei das Kraftfahrzeug eine BEV-Fahrzeug-Architektur aufweist. Es kann also sein, dass beim Konzeptionieren des Kraftfahrzeugs zunächst davon ausgegangen wurde, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein lediglich elektrisch antreibbares bzw. fortbewegbares Kraftfahrzeug handelt. Beispielsweise im Rahmen einer Modellpflege und/oder im Rahmen einer Modellpalettenerweiterung kann dann die Architektur des Kraftfahrzeugs, das zunächst als rein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug konzipiert war, besonders einfach hybridisiert werden. Hierzu kommt beispielsweise das gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete DHT-Baukastensystem zum Einsatz, aus welchem unterschiedliche DHT-Getriebe-Varianten herstellbar sind, wobei das entsprechende DHT-Getriebe dann einen Bestandteil der Hybridantriebseinheit des Kraftfahrzeugs oder für das Kraftfahrzeug bildet.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das die gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete Hybridantriebseinheit, das heißt eines oder mehrere der mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellten oder herstellbaren DHT-Getriebe-Varianten, aufweist.
  • Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche anzusehen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine Topologie einer ersten DHT-Getriebe-Variante, die mithilfe eines DHT-Baukastensystems hergestellt wurde;
    • 2 eine perspektivische Ansicht der ersten DHT-Getriebe-Variante;
    • 3 eine Topologie einer zweiten DHT-Getriebe-Variante, die mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt wurde;
    • 4 eine perspektivische Ansicht der zweiten DHT-Getriebe-Variante;
    • 5 eine Topologie einer dritten DHT-Getriebe-Variante, die mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt wurde;
    • 6 eine perspektivische Ansicht der dritten DHT-Getriebe-Variante;
    • 7 eine Topologie einer vierten DHT-Getriebe-Variante, die mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt wurde;
    • 8 eine perspektivische Ansicht der vierten DHT-Getriebe-Variante;
  • In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Im Folgenden werden ein DHT-Baukastensystem, ein Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D, ein DHT-Getriebe 1, eine Hybridantriebseinheit 2 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) sowie ein Kraftfahrzeug in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Hierzu zeigt 1 eine Topologie einer ersten DHT-Getriebe-Variante A, die mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt wurde. Das bedeutet, dass die DHT-Getriebe-Variante A mittels des Verfahrens zum Herstellen der unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D hergestellt wurde. Dabei werden wenigstens einige Getriebemodule M aus entsprechenden Sortimenten des DHT-Baukastensystems ausgewählt. Unterschiedliche/verschiedene DHT-Getriebe 1 in Variante A, B, C und/oder D sowie in anderen Varianten sind mithilfe des Baukastensystems herstellbar, indem wenigstens einige Getriebemodule M aus dem Baukastensystem ausgewählt und zusammengesetzt werden. Die Darlegung der Varianten A, B, C, D sind somit nicht als abschließend zu verstehen.
  • Das DHT-Baukastensystem weist also ein Sortiment von unterschiedlichen elektromechanischen Energiewandlermodulen 3 auf. Das bedeutet, dass es sich bei dem jeweiligen elektrischen Energiewandlermodul 3 um eines der Getriebemodule M handelt. Das jeweilige elektrische Energiewandlermodul 3 weist im vorliegenden Beispiel einen jeweiligen Stator 4 und einen korrespondierenden Rotor 5 auf.
  • Das DHT-Baukastensystem weist des Weiteren ein Sortiment von unterschiedlichen Übersetzungsmodulen 6 auf. Das bedeutet, dass es sich bei dem jeweiligen Übersetzungsmodul 6 um ein weiteres Getriebemodul M des DHT-Baukastensystems handelt. Dabei weist das jeweilige Übersetzungsmodul 6 zum Beispiel einen Planetengetrieberadsatz 7 oder mehrere Planetengetrieberadsätze 7, 8 auf. Alternativ oder zusätzlich weist das jeweilige Übersetzungsmodul 6 einen Stirnradsatz (nicht dargestellt) auf. Beispielsweise weist eine erste Variante des entsprechenden Übersetzungsmoduls 6 wenigstens einen der Planetengetrieberadsätze 7, 8 auf und ist dabei frei von einem Stirnradsatz. In einer zweiten Variante des entsprechenden Übersetzungsmoduls 6 weist dieses sowohl wenigstens einen Planetengetrieberadsatz 7, 8 als auch den Stirnradsatz auf.
  • Bei dem DHT-Baukastensystem kann des Weiteren vorgesehen sein, dass dieses als ein weiteres Getriebemodul M ein Sortiment von verschiedenen Getriebeschaltelementanordnungen 9 umfasst. Je nach Variante der entsprechenden Getriebeschaltelementanordnung 9 weist diese ein Reibschlusselement und/oder ein Formschlusselement auf. Um einen besonders hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung in einer Getriebemechanik des entsprechenden DHT-Getriebes 1 zu gewährleisten, weisen die Varianten der Getriebeschaltelementanordnungen 9 im vorliegenden Beispiel leidglich formschlüssig wirkende Schaltelemente auf. Die Varianten der Getriebeschaltelementanordnungen 9 unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich Anzahl und/oder Anordnung von Getriebeschaltelementen, mittels derer zumindest zwei Elemente des DHT-Getriebes 1 drehfest miteinander verbunden oder verbindbar sind.
  • Das DHT-Baukastensystem weist des Weiteren ein Sortiment von unterschiedlichen Abtriebsmodulen 10 auf, sodass durch die entsprechenden Abtriebsmodulvarianten weitere (mögliche) Getriebemodule M des DHT-Baukastensystems gebildet sind. Im vorliegenden Beispiel weist das jeweilige Abtriebsmodul 10 ein erstes Flanschende 11 und ein zweites Flanschende 12 auf. Des Weiteren weist das jeweilige Abtriebsmodul 10 im vorliegenden Beispiel ein Differenzialgetriebe 13 auf, das beispielhaft als ein Kegelraddifferenzial dargestellt ist. Ferner kann es sich bei dem Differenzialgetriebe 13 um ein Stirnraddifferenzial, um ein Planeten-Stirnraddifferenzial etc. handeln. Dabei ist das Differenzialgetriebe 13 einerseits mit dem ersten Flanschende 11 und andererseits mit dem zweiten Flanschende 12 verbunden, sodass - beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des mit dem DHT-Getriebe 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs - ein Drehzahlausgleich zwischen den Flanschenden 11, 12 ermöglicht ist. Alternativ oder zusätzlich weist das jeweilige Abtriebsmodul 10 eine von dem Differenzialgetriebe 13 unterschiedlich ausgebildete Abtriebsgetriebestufe 14 auf, die wiederum alternativ oder zusätzlich zu dem jeweiligen Planetengetrieberadsatz 7, 8 ausgebildet sein kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass durch den jeweiligen Planetengetrieberadsatz 7, 8 die Abtriebsgetriebestufe 14 gebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei der Abtriebsgetriebestufe 14, das heißt gegebenenfalls bei einem der Planetengetrieberadsätze 7, um eine nicht schaltbare bzw. nicht verstellbare Getriebestufe des DHT-Getriebes 1. Dabei kann eine sogenannte Final-Drive-Übersetzung, die mittels der Abtriebsgetriebestufe 14 bereitgestellt wird, koaxial über eine Planetengetriebestufe oder achsparallel über eine Stirnradstufe gebildet werden.
  • Die Getriebemodule M, die im Laufe des Verfahrens zum Herstellen der unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D aus dem DHT-Baukastensystem ausgewählt wurden, werden dann, beispielweise in einem weiteren Schritt des Verfahrens, bestimmungsgemäß zusammengesetzt. Hierdurch wird das entsprechende DHT-Getriebe 1, das heißt die erste DHT-Getriebe-Variante A, die zweite DHT-Getriebe-Variante B, die dritte DHT-Getriebe-Variante C, die vierte DHT-Getriebe-Variante D oder eine weitere von möglichen Varianten des DHT-Getriebes 1, gebildet. Dabei werden die Getriebemodule M, die bei dem entsprechenden DHT-Getriebe 1 zum Einsatz kommen, derart ausgewählt, dass - ganz gleich, welche der Varianten A, B, C, D des DHT-Getriebes 1 gebildet wird - das gebildete DHT-Getriebe 1 ein vorgegebenes gemeinsames geometrisches Getriebemerkmal aufweist. Mit anderen Worten weisen alle DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D das gemeinsame geometrische Getriebemerkmal auf, indem die Getriebemodule M entsprechend ausgewählt werden.
  • Vorliegend ist das gemeinsame geometrische Getriebemerkmal der DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D aus wenigstens einem Teilmerkmal gebildet, wobei es sich bei einem (ersten) Teilmerkmal zum Beispiel um einen radialen Abstand zwischen entsprechenden Getriebemodulen M handeln kann. Beispielsweise ist ein Quertriebsmodul 16, das im Folgenden noch genauer beschrieben wird, über den vorgegebenen radialen Abstand von einem anderen Getriebemodul M und/oder von einer Getriebehauptachse 15 beabstandet, ganz gleich welche der Varianten A, B, C, D des DHT-Getriebes 1 gebildet wird oder ist.
  • Ein jeweiliges weiteres Teilmerkmal des gemeinsamen geometrischen Getriebemerkmals, das über die möglichen DHT-Varianten A, B, C, D hinweg gleich ist, kann beispielsweise gebildet sein durch eine Getriebebauhöhe, eine Getriebebaubreite, eine Getriebebaulänge, ein Getriebebauvolumen und/oder eine Getriebeaußenkontur.
  • In 1 ist des Weiteren eine Hybridantriebseinheit 2 dargestellt, die das DHT-Getriebe 1 in der ersten Variante A aufweist. Die Hybridantriebseinheit 2 weist - ganz gleich welche DHT-Getriebe-Variante A, B, C, D eingesetzt ist - sowohl wenigstens ein elektrisches Energiewandlermodul 3 als auch wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine 17 auf. In der ersten Variante A ist die Hybridantriebseinheit 2 achsverteilt ausgebildet, wobei an einer ersten Antriebsachse 18, beispielsweise einer Vorderachse, der Hybridantriebseinheit 2 die Verbrennungskraftmaschine 17 angeordnet ist, wohingegen an einer anderen, beispielsweise zweiten Antriebsachse 19, etwa einer Hinterachse, der Hybridantriebseinheit 2 das elektromechanische Energiewandlermodul 3 angeordnet ist. Anders ausgedrückt weist die Hybridantriebseinheit 2 wenigstens ein DHT-Getriebe 1, das mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellt ist, und die Verbrennungskraftmaschine 17 auf. Dabei sind zum Betrieb der Hybridantriebseinheit 2 das DHT-Getriebe 1 und die Verbrennungskraftmaschine 17 miteinander zur Leistungsübertragung gekoppelt oder koppelbar, bei der ersten DHT-Getriebe-Variante A über Räder (Reifen-Felgen-Kombinationen, nicht dargestellt) der Antriebsachsen 18, 19 und eine Fläche, auf der das mit der Hybridantriebseinheit 2 ausgerüstete Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) aufgestellt ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Antriebachse 18, die mittels der Verbrennungskraftmaschine 17 antreibbar ist, eine separat zu dem DHT-Getriebe 1 ausgebildete Getriebeeinheit aufweist.
  • In bestimmungsgemäßer Einbaulage des DHT-Getriebes 1 weist also die Hybridantriebseinheit 2 das DHT-Getriebe 1 auf. Dementsprechend weist das Kraftfahrzeug die Hybridantriebseinheit 2 und infolgedessen das DHT-Getriebe 1 auf, sofern die Hybridantriebseinheit 2 in bestimmungsgemäßer Einbaulage angeordnet ist.
  • Das DHT-Getriebe 1, das gemäß der ersten DHT-Getriebe-Variante A ausgebildet ist, weist gemäß 1 eine Variante des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3 auf, dessen Rotorwelle 20 als eine Hohlwelle ausgebildet ist. Dabei sind das elektromechanische Energiewandlermodul 3 und ein Wellenanteil 21 des Abtriebsmoduls 10 koaxial zueinander angeordnet. Mit anderen Worten erstreckt sich der Wellenanteil 21 des Abtriebsmoduls 10 durch die Rotorwelle 20 bzw. Hohlwelle des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3 hindurch. Auf einer Seite des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3 ist das erste Flanschende 11 des Abtriebsmoduls 10 angeordnet. Dabei ist das erste Flanschende 11 vorliegend mit dem Wellenanteil 21 drehfest verbunden, wobei der Wellenanteil 21 andererseits, das heißt auf einer anderen Seite des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3, mit dem Differenzialgetriebe 13 des Abtriebsmoduls 10 drehfest verbunden ist. Auf der anderen Seite des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3 sind des Weiteren die Abtriebsgetriebestufe 14 sowie das zweite Flanschende 12 des Abtriebsmoduls 10 gemeinsam angeordnet. Ein Hohlrad 22 der Abtriebsgetriebestufe 14 und wenigstens ein Gehäuseteil 23 des DHT-Getriebes 1 sind drehfest miteinander verbunden, sodass es dem Hohlrad 22 bestimmungsgemäß nicht möglich ist, sich in Bezug zu dem Gehäuseteil 23 zu drehen. Ein Planetenradträger 24 der Abtriebsgetriebestufe 14 und ein Antriebselement 25 des Differenzialgetriebes 13 sind drehfest miteinander verbunden. Ein Sonnenrad 26 der Abtriebsgetriebestufe 14 ist mittels eines Getriebeschaltelements 27 selektiv mit einem Planetenradträger 28 des Übersetzungsmoduls 6 drehfest verbindbar bzw. von diesem lösbar. Ein Hohlrad 29 des Übersetzungsmoduls 6 bzw. des Planetengetrieberadsatzes 8 und der Gehäuseteil 23 sind drehfest miteinander verbunden. Ein Sonnenrad 30 des Planetengetrieberadsatzes 8 bzw. des Übersetzungsmoduls 6 und die Rotorwelle 20 bzw. Rotorhohlwelle 20 sind drehfest miteinander verbunden.
  • 2 zeigt in perspektivischer Ansicht das DHT-Getriebe 1 in der ersten DHT-Getriebe-Variante A, wobei ein DHT-Gehäuse 31 dargestellt ist, das die Getriebeelemente des DHT-Getriebes 1 zumindest teilweise umschließt. Beispielsweise kann das jeweilige Getriebemodul M ein entsprechend zugeordnetes Gehäuseteil 23 aufweisen, wobei die Gehäuseteile 23 miteinander das DHT-Gehäuse 31 bilden, wenn das DHT-Getriebe 1 fertig zusammengesetzt ist.
  • Das DHT-Baukastensystem bietet bestimmungsgemäß die Möglichkeit, weitere und/oder andere Getriebemodule M zum Herstellen weiterer DHT-Getriebe 1, insbesondere in einer anderen der Varianten A, B, C, D herzustellen. Hierzu ist in 3 eine Topologie des DHT-Getriebes 1 dargestellt, das gemäß der zweiten DHT-Getriebe-Variante B hergestellt wurde. Bei der Hybridantriebseinheit 2, die das DHT-Getriebe 1 gemäß der Variante B aufweist, ist zwischen der Verbrennungskraftmaschine 17 und dem DHT-Getriebe 1 mittels des ersten Quertriebsmoduls 16 eine mechanische Wirkverbindung zur Leistungsübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 17 und dem DHT-Getriebe 1 hergestellt oder herstellbar. Das bedeutet, dass zum Herstellen der zweiten DHT-Getriebe-Variante B beim Auswählen der Getriebemodule M das entsprechende Quertriebsmodul 16 ausgewählt wurde. Des Weiteren wurde das elektromechanische Energiewandlermodul 3 in einer anderen Variante ausgewählt, die beispielsweise eine geringere Längserstreckungsrichtung entlang der Getriebehauptachse 15 aufweist. Es ist des Weiteren zu erkennen, dass bei der DHT-Getriebe-Variante B ein gleiches Abtriebsmodul 10 zum Einsatz kommt, wie bei der DHT-Getriebe-Variante A. Dahingegen wurde bei der DHT-Getriebe-Variante B ein anderes Übersetzungsmodul 6 ausgewählt, das im Vergleich zur DHT-Getriebe-Variante A auf der anderen Seite des elektromechanischen Energiewandlermoduls 3 angeordnet ist. Im Unterschied zum Übersetzungsmodul 6 der Variante A ist das Sonnenrad 30 des Planetengetrieberadsatzes 8 mittels des Getriebeschaltelements 27 selektiv mit dem Sonnenrad 26 des Planetengetrieberadsatzes 7 bzw. des Abtriebsmoduls 10 drehfest verbindbar. Des Weiteren ist das Hohlrad 29 des Planetengetrieberadsatzes 8 mittels eines weiteren Getriebeschaltelements 37 selektiv mit dem Planetenradträger 28 drehfest verbindbar. Mittels des ersten Quertriebsmoduls 16, das im vorliegenden Beispiel als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet ist, der Planetenradträger 28 und ein Abtriebselement 32 der Verbrennungskraftmaschine 17, beispielsweise eine Kurbelwelle 33 der Verbrennungskraftmaschine 17, vorliegend eine Sekundärseite 34 eines Drehschwingungsdämpfsystems 35 der Verbrennungskraftmaschine 17, drehfest miteinander verbunden. Bei dem Drehschwingungsdämpfsystem 35 der Verbrennungskraftmaschine 17 handelt es sich insbesondere um ein Zweimassenschwungrad. Dabei sind das Abtriebselement 32 der Verbrennungskraftmaschine 17 und der Planetenradträger 28 des Planetengetrieberadsatzes 8 mittels eines ersten Hauptquertriebs 36 des Quertriebsmoduls 16 drehfest miteinander verbunden. Bei der DHT-Getriebe-Variante B ist durch das elektromechanische Energiewandlermodul 3 eine reine elektrische Hybridmaschine gebildet, mittels derer die Räder der Antriebsachsen 18, 19 - das heißt die Räder des Kraftfahrzeugs - nicht antreibbar sind, ohne dass mittels des elektromechanischen Wandlers 3 die Kurbelwelle 33 der Verbrennungskraftmaschine 17 mitangetrieben wird. Hierbei ist also insbesondere vorgesehen, dass das entsprechend ausgestattete Kraftfahrzeug einen weiteren elektrischen Traktionsantrieb, etwa eine zweite elektrifizierte Antriebsachse, aufweist.
  • Durch das Getriebeschaltelement 27, das vorliegend als eine Trennkupplung (DCC: Disconnect Clutch) ausgebildet ist, ist ein Motorzustart der Verbrennungskraftmaschine 17 durchführbar, ohne den Achsantrieb zu beeinflussen.
  • In 4 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten DHT-Getriebe-Variante B dargestellt, wobei eine Glocke 38 des gewählten Quertriebsmoduls 16 erkennbar ist. Der Abstand zwischen den Flanschenden 11, 12 des Abtriebsmoduls 10 ist der gleiche wie der Abstand zwischen den Flanschenden 11, 12 des DHT-Getriebes 1 gemäß Variante A ausgebildet ist.
  • Bei anderer und/oder weiterer Auswahl von Getriebemodulen M ergibt sich die dritte DHT-Getriebe-Variante C, deren Topologie in 5 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass das DHT-Getriebe 1 in der dritten Variante C zwei elektromechanische Energiewandlermodule 3, 39 aufweist. Bei der DHT-Getriebe-Variante C ist durch das elektromechanische Energiewandlermodul 3 eine Traktionsmaschine („P3-Maschine“) gebildet, wohingegen durch den elektromechanischen Wandler 39 eine reine elektrische Hybridmaschine gebildet ist, die über einen der Planetengetrieberadsätze, vorliegend einen Planetengetrieberadsatz 43, in das DHT-Getriebe eingebunden ist. Dabei unterscheiden sich die Energiewandlermodule 3, 39 insbesondere dadurch, dass das elektromechanische Energiewandlermodul 3 koaxial zur Getriebehauptachse 15 angeordnet ist. Dahingegen ist das elektromechanische Energiewandlermodul 39 in radialer Richtung zur Getriebehauptachse 15 versetzt angeordnet. Dabei verlaufen eine Rotorwelle 40 des elektromechanischen Energiewandlermoduls 39 und die Getriebehauptachse 15 zueinander parallel. Des Weiteren wurde ein anderes Quertriebsmodul 41 gewählt, das heißt eine andere Quertriebsmodulvariante. Das Quertriebsmodul 41 weist im vorliegenden Beispiel zusätzlich zu dem ersten Hauptquertrieb 36 einen weiteren bzw. zweiten Hauptquertrieb 42 auf, über welchen die Rotorwelle 40 des elektromechanischen Energiewandlermoduls 39 an das restliche DHT-Getriebe 1 angeschlossen bzw. anschließbar ist. Das jeweilige Quertriebsmodul 16, 41 kann ein Zugmittelgetriebe, insbesondere Kettengetriebe, ein Stirnradgetriebe oder eine Kombination aus solchen Getrieben aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die Quertriebsmodule 16, 41 bzw. die Hauptquertriebe 36, 42 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
  • Bei dem DHT-Getriebe 1, das gemäß der DHT-Getriebe-Variante C ausgebildet ist, wurde ferner ein anderes Übersetzungsmodul 6 als bei den DHT-Getriebe-Varianten A, B ausgewählt. Dahingegen entspricht das Abtriebsmodul 10 dem jeweiligen Abtriebsmodul 10 der DHT-Getriebe-Variante A, B. Das Übersetzungsmodul 6 weist bei der DHT-Getriebe-Variante C im vorliegenden Beispiel den Planetengetrieberadsatz 8 sowie den weiteren Planetengetrieberadsatz 43 auf, bei dem es sich um einen eCVT-Planetengetrieberadsatz handelt. Dabei sind ein Planetenradträger 44 des Planetengetrieberadsatzes 43 und das Abtriebselement 32 der Verbrennungskraftmaschine 17 mittels des ersten Hauptquertriebs 36 drehfest miteinander verbunden. Ein Hohlrad 45 des Planetengetrieberadsatzes 43 ist sowohl mit dem Planetenradträger 28 des Planetengetrieberadsatzes 8 als auch mit dem Sonnenrad 26 des Abtriebsmoduls 10 bzw. des Planetengetrieberadsatzes 7 drehfest verbunden. Andererseits ist das Hohlrad 45 des Planetengetrieberadsatzes 43 mittels eines Doppelschaltelements 46 selektiv entweder mit wenigstens einem der Gehäuseteile 23 oder mit dem Planetenradträger 44 drehfest verbindbar. Das bedeutet, das bei der DHT-Getriebe-Variante C im Gegensatz zu den DHT-Getriebe-Varianten A, B eine andere Getriebeschaltelementanordnung 9 ausgewählt wurde, die anstatt der Getriebeschaltelemente 27 und/oder 37 das Doppelschaltelement 46 aufweist.
  • Bei der DHT-Getriebe-Variante C ist die Rotorwelle 40 des elektromechanischen Energiewandlermoduls 39 mit dem restlichen DHT-Getriebe 1 verbunden, indem die Rotorwelle 40 und ein Sonnenrad 47 des Planetengetrieberadsatzes 43 drehfest miteinander verbunden sind.
  • Für die DHT-Variante C ist in 6 eine perspektivische Ansicht des entsprechenden DHT-Getriebes 1 dargestellt. In 6 sind das elektromechanische Energiewandlermodul 39 und der zweite Hauptquertrieb 42 zu erkennen.
  • Die vierte DHT-Getriebe-Variante D weist andere und/oder zusätzliche Getriebemodule M auf. Die Topologie des DHT-Getriebes 1, das gemäß der vierten DHT-Getriebe-Variante D ausgebildet ist, ist in 7 dargestellt. Das DHT-Getriebe 1 weist in diesem Fall ein Vorgelegemodul 48 auf, das aus einem Sortiment von unterschiedlichen Vorgelegemodulen, das heißt aus unterschiedlichen Vorgelegemodulvarianten, ausgewählt wurde. Denn das DHT-Baukastensystem weist im vorliegenden Beispiel unterschiedliche Varianten der Vorgelegemodule 48 auf.
  • Bei dem DHT-Getriebe 1, das gemäß der DHT-Getriebe-Variante D ausgebildet ist, wurde des Weiteren ein anderes Quertriebsmodul 49 ausgewählt, das sowohl den ersten Hauptquertrieb 36 als auch den zweiten Hauptquertrieb 42 aufweist. Dabei unterscheidet sich dieses Quertriebsmodul 49 von dem Quertriebsmodul 16, 41 der anderen DHT-Getriebe-Varianten B, C in einer anderen positionellen Anordnung der Hauptquertriebe 36, 42 entlang der Getriebehauptachse 15. Des Weiteren kommt bei der DHT-Getriebe-Variante D eine andere Getriebeschaltelementanordnung 9 zum Einsatz, die ein Getriebeschaltelement 50, ein Getriebeschaltelement 51 sowie ein Doppelschaltelement 52 aufweist. Ferner ist bei der vierten DHT-Getriebe-Variante D ein anderes Übersetzungsmodul 6 vorgesehen, das einen Planetengetrieberadsatz 53 umfasst, bei dem es sich um einen (weiteren) eCVT-Planetengetrieberadsatz handelt. Ferner kommt bei der vierten DHT-Getriebe-Variante D ein anderes Abtriebsmodul 54 zum Einsatz, wobei dessen Planetengetrieberadsatz 7 bzw. dessen Abtriebsgetriebestufe 14 das Hohlrad 22 aufweist, das im Gegensatz zu den anderen DHT-Getriebe-Varianten A, B, C mit einem Stirnradkranz 55 des Vorgelegemoduls 48 kämmt.
  • Der Planetengetrieberadsatz 53 weist ein Hohlrad 56 auf, wobei das Hohlrad 56 und das Abtriebselement 32 der Verbrennungskraftmaschine 17 mittels des Getriebeschaltelements 51 selektiv miteinander verbindbar sind. Vorliegend weist das DHT-Getriebe 1 gemäß der Variante D, insbesondere die zugehörige Getriebeschaltelementanordnung 9, ein weiteres Getriebeschaltelement 57 auf, mittels dessen die Kurbelwelle 33 der Verbrennungskraftmaschine 17 und das Drehschwingungsdämpfsystem 35 selektiv drehfest miteinander verbindbar sind. In 7 ist zu erkennen, dass das Drehschwingungsdämpfsystem 35 beispielhaft als ein doppeltes Zweimassenschwungrad ausgebildet ist. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Zweimassenschwungrad ist ein solches doppeltes Zweimassenschwungrad vorteilhaft, da es bei gleicher Drehschwingungsdämpfleistung einen geringeren Radius bzw. einen geringeren Durchmesser aufweist. Dabei sind entlang der Kurbelwelle 33 zwei Bogenfedereinheiten 58 axial nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet. Das Getriebeschaltelement 57 verbindet selektiv die Sekundärseite 34 des Drehschwingungsdämpfsystems 35 und das Abtriebselement 32.
  • Das Quertriebsmodul 49, das bei der DHT-Getriebe-Variante D zum Einsatz kommt, weist im vorliegenden Beispiel einen Nebenquertrieb 59 auf, mittels dessen ein Nebenaggregat 60, 61, im vorliegenden Beispiel zwei Nebenaggregate 60, 61 und der erste Hauptquertrieb 36 zum Übertragen von mechanischer Leistung miteinander koppelbar oder gekoppelt sind. Vorliegend handelt es sich beim Nebenaggregat 60 um ein weiteres elektromechanisches Energiewandlermodul 62, das im Betrieb des DHT-Getriebes 1 zum Beispiel als eine Getriebe-Synchronisations-E-Maschine, als Stator-E-Maschine, als Klima-E-Maschine etc. dient. Bei dem in 7 mit 61 bezeichneten Nebenaggregat handelt es sich zum Beispiel um einen mechanischen Kältemittelverdichter, um eine Kühlmittelpumpe etc.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf den Planetengetrieberadsatz 53 ist in 7 des Weiteren zu erkennen, dass ein Sonnenrad 63 des Planetengetrieberadsatzes 53 mittels des Hauptquertriebs 42, das heißt mittels des Quertriebsmoduls 49, mit einer Rotorwelle 64 des elektromechanischen Energiewandlermoduls 39 drehfest gekoppelt ist. Des Weiteren sind das Sonnenrad 63 und ein Planetenradträger 65 des Planetengetrieberadsatzes 53 mittels des Getriebeschaltelements 50 selektiv miteinander verbindbar bzw. selektiv voneinander lösbar. Dabei kämmen ein Stirnradkranz 66 des Planetenradträgers 65 und ein Stirnradkranz 67 des Vorgelegemoduls 48 miteinander. Das bedeutet, dass mittels des Getriebeschaltelements 50 das Vorgelegemodul 48, insbesondere eine Vorgelegewelle 68 des Vorgelegemoduls 48, und das Sonnenrad 63 selektiv miteinander verbindbar bzw. selektiv voneinander lösbar sind.
  • Mittels des Doppelschaltelements 52 sind ein Abtriebselement 69 des ersten Hauptquertriebs 36 und ein weiterer Stirnradkranz 70 des Vorgelegemoduls 48 drehfest miteinander verbindbar. In einer weiteren Schaltstellung des Doppelschaltelements 52 sind das Abtriebselement 69 des ersten Hauptquertriebs 36 und ein weiterer Stirnradkranz 71 des Vorgelegemoduls 48 drehfest miteinander verbindbar. In einer dritten Schaltstellung des Doppelschaltelements 52 sind weder der Stirnradkranz 70 noch der Stirnradkranz 71 mit dem Abtriebselement 69 drehfest verbunden. Dabei unterscheiden sich die Stirnradkränze 70, 71 hinsichtlich eines Durchmessers, wodurch je nach Schaltstellung des Doppelschaltelements 52 zwischen dem Abtriebselement 69 und der Vorgelegewelle 68 eine andere Übersetzung eingestellt wird. In 7 ist des Weiteren zu erkennen, dass die Vorgelegewelle 68 und die Getriebehauptachse 15 zueinander parallel angeordnet sind.
  • Das Sonnenrad 26 des Abtriebsmoduls 54 ist in diesem Beispiel drehfest mit wenigstens einem Gehäuseteil 23 des DHT-Getriebes 1 drehfest verbunden. Mit anderen Worten bildet in dieser Ausgestaltung das Sonnenrad 26 ein Festrad des Planetengetrieberadsatzes 7 bzw. der Abtriebsgetriebestufe 14.
  • 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der vierten DHT-Getriebe-Variante D, wobei sowohl der Hauptquertrieb 42 als auch der Nebenquertrieb 59 des Quertriebsmoduls 49 erkennbar sind.
  • Insgesamt zeigt die Erfindung, wie mittels des DHT-Baukastensystems, mittels des Verfahrens zum Herstellen der unterschiedlichen DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D, mittels des entsprechenden DHT-Getriebes 1, mittels der Hybridantriebseinheit 2 sowie mittels des Kraftfahrzeugs jeweils eine Möglichkeit angezeigt ist, ein dediziertes Hybridgetriebe besonders effizient in eine vorgegebene BEV-Purpose-Fahrzeug-Architektur zu integrieren. Denn aufgrund des Baukastenprinzips sind zum Herstellen des entsprechenden DHT-Getriebes 1 die unterschiedlichen Getriebemodule M aus den entsprechenden Sortimenten bedarfsgerecht auswählbar. Auf diese Weise, das heißt bei entsprechend geeigneter Auswahl der Getriebemodule M, wird das gemeinsame geometrische Getriebemerkmal eingehalten, ganz gleich, welche der DHT-Getriebe-Varianten A, B, C, D gebaut wird. So können Funktionsbaugruppen, die aufgrund der vorgegebenen bzw. schon vorhandenen BEV-Fahrzeug-Architektur vorgegeben sind, besonders einfach mit dem DHT-Getriebe 1, insbesondere mit der Hybridantriebseinheit 2 gekoppelt werden. Durch das DHT-Getriebe 1, das gemäß der Varianten A, B, C, D ausgebildet ist, ist darüber hinaus eine in vorteilhafter Weise besonders kompakte DHT-Einheit geschaffen, die in besagte BEV-Fahrzeug-Architekturen besonders einfach integriert werden kann. Kommt anstatt eines rein elektrischen Antriebskonzepts ein hybridelektrisches Antriebskonzept zum Einsatz, kann es des Weiteren dazu kommen, dass Bauraum ungenutzt bleibt, beispielsweise aufgrund eines im Vergleich zu einem rein elektrischen Antriebskonzept verkleinerten elektrischen Energiespeichers. Durch das mithilfe des DHT-Baukastensystems hergestellte DHT-Getriebe 1 kann dieser freigewordene Bauraum effizient ausgenutzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • A
    erste DHT-Getriebe-Variante
    B
    zweite DHT-Getriebe-Variante
    C
    dritte DHT-Getriebe-Variante
    D
    vierte DHT-Getriebe-Variante
    M
    Getriebemodul
    1
    DHT-Getriebe
    2
    Hybridantriebseinheit
    3
    elektromechanisches Energiewandlermodul
    4
    Stator
    5
    Rotor
    6
    Übersetzungsmodul
    7
    Planetengetrieberadsatz
    8
    Planetengetrieberadsatz
    9
    Getriebeschaltelementanordnung
    10
    Abtriebsmodul
    11
    Flanschende
    12
    Flanschende
    13
    Differenzialgetriebe
    14
    Abtriebsgetriebestufe
    15
    Getriebehauptachse
    16
    Quertriebsmodul
    17
    Verbrennungskraftmaschine
    18
    Antriebsachse
    19
    Antriebsachse
    20
    Rotorwelle
    21
    Wellenanteil
    22
    Hohlrad
    23
    Gehäuseteil
    24
    Planetenradträger
    25
    Antriebselement
    26
    Sonnenrad
    27
    Getriebeschaltelement
    28
    Planetenradträger
    29
    Hohlrad
    30
    Sonnenrad
    31
    DHT-Gehäuse
    32
    Abtriebselement
    33
    Kurbelwelle
    34
    Sekundärseite
    35
    Drehschwingungsdämpfsystems
    36
    Hauptquertrieb
    37
    Getriebeschaltelement
    38
    Glocke
    39
    elektromechanisches Energiewandlermodul
    40
    Rotorwelle
    41
    Quertriebsmodul
    42
    Hauptquertrieb
    43
    Planetengetrieberadsatz
    44
    Planetenradträger
    45
    Hohlrad
    46
    Doppelschaltelement
    47
    Sonnenrad
    48
    Vorgelegemodul
    49
    Quertriebsmodul
    50
    Getriebeschaltelement
    51
    Getriebeschaltelement
    52
    Doppelschaltelement
    53
    Planetengetrieberadsatz
    54
    Abtriebsmodul
    55
    Stirnradkranz
    56
    Hohlrad
    57
    Getriebeschaltelement
    58
    Bogenfedereinheit
    59
    Nebenquertrieb
    60
    Nebenaggregat
    61
    Nebenaggregat
    62
    elektromechanisches Energiewandlermodul
    63
    Sonnenrad
    64
    Rotorwelle
    65
    Planetenradträger
    66
    Stirnradkranz
    67
    Stirnradkranz
    68
    Vorgelegewelle
    69
    Abtriebselement
    70
    Stirnradkranz
    71
    Stirnradkranz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DD 290556 A7 [0003]
    • DE 102006043961 A1 [0003]

Claims (12)

  1. DHT-Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D), indem wenigstens einige Getriebemodule (M) aus dem Baukastensystem ausgewählt und zusammengesetzt werden, wobei das Baukastensystem als Getriebemodule (M) aufweist: - unterschiedliche elektromechanische Energiewandlermodulvarianten (3, 39, 62); - unterschiedliche Übersetzungsmodulvarianten (6); - unterschiedliche Abtriebsmodulvarianten (10, 54); wobei die Getriebemodule (M) derart ausgebildet sind, dass mithilfe des DHT-Baukastensystems DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D) herstellbar sind, die ein vorgegebenes gemeinsames geometrisches Getriebemerkmal aufweisen.
  2. DHT-Baukastensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame geometrische Getriebemerkmal aufweist: - einen radialen Abstand zwischen Getriebemodulen (M), - eine Getriebebauhöhe, - eine Getriebebaubreite, - eine Getriebebaulänge, - ein Getriebebauvolumen und/oder - eine Getriebeaußenkontur.
  3. DHT-Baukastensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Abtriebsmodul (10, 54) ein Differenzialgetriebe (13) aufweist.
  4. DHT-Baukastensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das es als weitere Getriebemodule (M) unterschiedliche Quertriebsmodulvarianten (16, 41, 49) aufweist, wobei eine Quertriebsmodulvariante (41, 49) einen Hauptquertrieb (36) aufweist, mittels dessen ein Abtriebselement (32) einer Antriebsmaschine (17) und das Abtriebsmodul (10, 54) zum Übertragen von mechanischer Leistung miteinander koppelbar sind.
  5. DHT-Baukastensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Quertriebsmodul (16, 41, 49) einen Nebenquertrieb (59) aufweist, mittels dessen ein Nebenaggregat (60, 61) und der Hauptquertrieb (36) zum Übertragen von mechanischer Leistung miteinander koppelbar sind.
  6. DHT-Baukastensystem nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine weitere Quertriebsmodulvariante (49), die einen weiteren Hauptquertrieb (42) aufweist, mittels dessen ein Abtriebselement (64) einer weiteren Antriebsmaschine (39) und das Abtriebsmodul (10, 54) zum Übertragen von mechanischer Leistung miteinander koppelbar sind.
  7. DHT-Baukastensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als weitere Getriebemodule (M) unterschiedliche Vorgelegemodulvarianten (48) aufweist.
  8. DHT-Baukastensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Getriebemodul (M) ein Gehäuseteil (23) aufweist, wobei die Gehäuseteile (23) mittels des Zusammensetzens der Getriebemodule (M) zu einem DHT-Gehäuse (31) zusammensetzbar sind.
  9. Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D) mithilfe eines nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildeten DHT-Baukastensystems, indem - wenigstens einige Getriebemodule (M) aus - unterschiedlichen elektromechanischen Energiewandlermodulvarianten (3, 39, 62); - unterschiedlichen Übersetzungsmodulvarianten (6); - unterschiedlichen Abtriebsmodulvarianten (10, 54); ausgewählt werden und - die ausgewählten Getriebemodule (M) bestimmungsgemäß zusammengesetzt werden; wobei die Getriebemodule (M) derart ausgewählt werden, dass die DHT-Getriebe-Varianten (A, B, C, D) ein vorgegebenes gemeinsames geometrisches Getriebemerkmal aufweisen.
  10. DHT-Getriebe (1), das mittels eines nach Anspruch 9 ausgebildeten Verfahrens hergestellt ist, wobei das DHT-Getriebe (1) aufgrund der Auswahl der Getriebemodule (M) ein vorgegebenes geometrisches Getriebemerkmal aufweist.
  11. Hybridantriebseinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, die ein nach Anspruch 10 ausgebildetes DHT-Getriebe (1) aufweist.
  12. Kraftfahrzeug mit einer nach Anspruch 11 ausgebildeten Hybridantriebseinheit (2).
DE102021127313.7A 2021-10-21 2021-10-21 DHT-Baukastensystem und Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten sowie DHT-Getriebe, Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug Pending DE102021127313A1 (de)

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DE102021127313.7A DE102021127313A1 (de) 2021-10-21 2021-10-21 DHT-Baukastensystem und Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher DHT-Getriebe-Varianten sowie DHT-Getriebe, Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

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