DE102021200524A1 - Drive train for a hybrid vehicle and hybrid vehicle with at least one such drive train - Google Patents

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Juri Pawlakowitsch
Ingo Pfannkuchen
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1a) für ein Hybridfahrzeug (1), umfassend eine Brennkraftmaschine (2), mindestens eine elektrische Maschine (3) sowie eine Getriebeeinrichtung (4) mit einem Mehrganggetriebe (4a) und einem integralen Differential (4b), wobei das Mehrganggetriebe (4a) wenigstens mit der Brennkraftmaschine (2) antriebswirksam verbindbar ist und im Leistungsfluss vor dem Differential (4b) angeordnet ist, wobei das Differential (4b) mit zwei Planetenradsätzen (13a, 13b) ausgebildet ist, wobei jeder Planetenradsatz (13a, 13b) mit einer jeweiligen Abtriebswelle (5a, 5b) antriebswirksam verbunden ist, wobei das Mehrganggetriebe (4a), das Differential (4b) und die jeweilige Abtriebswelle (5a, 5b) dazu eingerichtet sind, koaxial zu einer Abtriebsachse (6) des Hybridfahrzeugs (1) angeordnet zu sein, wobei die Brennkraftmaschine (2) achsparallel zur Abtriebsachse (6) angeordnet und über zumindest eine erste Übersetzungsstufe (7) mit einer ersten Eingangswelle (8) der Getriebeeinrichtung (4) antriebswirksam verbindbar ist, wobei die Brennkraftmaschine (2) und die Getriebeeinrichtung (4) axial zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene (16) angeordnet sind, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes (13a) ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle (5b) übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes (13a) im zweiten Planetenradsatz (13b) derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle (5a) übertragbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug mit wenigstens einem solchen Antriebsstrang (1a).The invention relates to a drive train (1a) for a hybrid vehicle (1), comprising an internal combustion engine (2), at least one electric machine (3) and a transmission device (4) with a multi-speed transmission (4a) and an integral differential (4b), wherein the multi-speed transmission (4a) can be connected to at least the internal combustion engine (2) in a drivingly effective manner and is arranged in front of the differential (4b) in the power flow, the differential (4b) being designed with two planetary gear sets (13a, 13b), each planetary gear set (13a, 13b) is drivingly connected to a respective output shaft (5a, 5b), the multi-speed transmission (4a), the differential (4b) and the respective output shaft (5a, 5b) being set up to be coaxial with an output axle (6) of the hybrid vehicle ( 1), with the internal combustion engine (2) being arranged axially parallel to the output axle (6) and being connected via at least a first transmission stage (7) to a first input shaft (8) of the G drive device (4) can be connected in a drive-effective manner, the internal combustion engine (2) and the transmission device (4) being arranged axially at least partially in a common plane (16), a first output torque being transmitted to the second output shaft (5b ) is transferrable, wherein a support torque of the first planetary gear set (13a) in the second planetary gear set (13b) can be changed in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the first output shaft (5a). The invention also relates to a hybrid vehicle with at least one such drive train (1a).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug sowie ein Hybridfahrzeug mit mindestens einem solchen Antriebsstrang.The invention relates to a drive train for a hybrid vehicle and a hybrid vehicle with at least one such drive train.

Aus der DE 10 2011 079 975 A1 geht eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug hervor, umfassend ein Umlaufgehäuse und ein Differentialgetriebe, das als Stirnraddifferential ausgebildet ist. Im Umlaufgehäuse ist ein darin aufgenommenes erstes Stirnrad und ein darin aufgenommenes zweites Stirnrad angeordnet. Des Weiteren ist eine Planetengetriebestufe vorgesehen, die mit dem Umlaufgehäuse kinematisch gekoppelt ist und ein Sonnenrad, Planetenräder und ein Hohlrad aufweist, wobei die Planetenräder der Planetengetriebestufe gestuft ausgebildet sind und jeweils einen ersten Planetenstirnradabschnitt und einen gleichachsig und axial zu diesem versetzt angeordneten zweiten Planetenstirnradabschnitt bilden. Der erste Planetenstirnradabschnitt steht mit dem Sonnenrad und der zweite Planentenstirnradabschnitt mit dem Hohlrad in Eingriff, wobei die Planetenräder gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse umlaufen.From the DE 10 2011 079 975 A1 discloses a drive device for a motor vehicle, comprising a planetary gear housing and a differential gear, which is designed as a spur gear differential. A first spur gear accommodated therein and a second spur gear accommodated therein are arranged in the epicyclic housing. Furthermore, a planetary gear stage is provided, which is kinematically coupled to the planetary gear housing and has a sun gear, planetary gears and a ring gear, the planetary gears of the planetary gear stage being stepped and each forming a first planetary spur gear section and a second planetary spur gear section arranged coaxially and axially offset with respect to this. The first planetary spur gear section meshes with the sun gear and the second planetary spur gear section meshes with the ring gear, with the planetary gears rotating together with the epicyclic housing.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen platzsparenden Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object of the present invention is to provide a space-saving drive train for a hybrid vehicle. The object is solved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.

Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine, mindestens eine elektrische Maschine sowie eine Getriebeeinrichtung mit einem Mehrganggetriebe und einem integralen Differential, wobei das Mehrganggetriebe wenigstens mit der Brennkraftmaschine antriebswirksam verbindbar ist und im Leistungsfluss vor dem Differential angeordnet ist, wobei das Differential mit zwei Planetenradsätzen ausgebildet ist, wobei jeder Planetenradsatz mit einer jeweiligen Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist, wobei das Mehrganggetriebe, das Differential und die jeweilige Abtriebswelle dazu eingerichtet sind, koaxial zu einer Abtriebsachse des Hybridfahrzeugs angeordnet zu sein, wobei die Brennkraftmaschine achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet und über zumindest eine erste Übersetzungsstufe mit einer ersten Eingangswelle der Getriebeeinrichtung antriebswirksam verbindbar ist, wobei die Brennkraftmaschine und die Getriebeeinrichtung axial zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes im zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle übertragbar ist. Mit anderen Worten werden die Summen beider Radmomente nicht zu einem gemeinsamen Achsmoment in einem Bauteil vereint bzw. zusammengefasst. Vielmehr wird die aus der ersten Übersetzungsstufe kommende Antriebsleistung im Differential aufgeteilt und entsprechend der Ausbildung der Planetenradsätze in die Abtriebswellen weitergeleitet. Damit können die Bauteile des Differentials aufgrund des jeweiligen, vergleichsweise kleinen Drehmoments schlanker ausgebildet werden. Mittels des Differentials erfolgen eine Drehmomenterhöhung sowie eine Aufteilung einer Antriebsleistung. Des Weiteren erfolgt eine Gewichtseinsparung.A drive train according to the invention for a hybrid vehicle comprises an internal combustion engine, at least one electric machine and a transmission device with a multi-speed transmission and an integral differential, the multi-speed transmission being able to be connected in a drivingly effective manner to at least the internal combustion engine and being arranged in front of the differential in the power flow, the differential having two planetary gear sets is designed, with each planetary gearset being drivingly connected to a respective output shaft, the multi-speed transmission, the differential and the respective output shaft being set up to be arranged coaxially to an output axis of the hybrid vehicle, the internal combustion engine being arranged axis-parallel to the output axis and having at least a first Translation stage with a first input shaft of the transmission device is drivingly connected, wherein the internal combustion engine and the transmission device axially at least partially are arranged in a common plane, with a first output torque being able to be transmitted to the second output shaft by means of the first planetary gear set, with a supporting torque of the first planetary gear set being convertible in the second planetary gear set in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the first output shaft. In other words, the sums of the two wheel torques are not combined or combined to form a common axle torque in one component. Rather, the drive power coming from the first transmission stage is divided up in the differential and passed on to the output shafts in accordance with the design of the planetary gear sets. In this way, the components of the differential can be designed to be slimmer due to the respective, comparatively small torque. Torque is increased and drive power is divided by means of the differential. Furthermore, there is a weight saving.

Unter einem integralen Differential ist ein Differential mit zwei Planetenradsätzen zu verstehen, wobei der erste Planetenradsatz mit der ersten Eingangswelle des Differentials sowie mit dem zweiten Planetenradsatz antriebswirksam verbunden ist. Der erste Planetenradsatz ist mit der zweiten Abtriebswelle und der zweite Planetenradsatz ist mit der ersten Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Der zweite Planetenradsatz ist zumindest mittelbar an einem ortsfesten Gehäuse des Differentials oder am Fahrwerk des Kraftfahrzeugs abgestützt. Mittels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment der ersten Eingangswelle des Differentials wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Abtriebswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Abtriebswellen übertragen. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmoment anliegt. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Abtriebswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Anders gesagt erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Abtriebswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des jeweiligen Planetenradsatzes.An integral differential is to be understood as meaning a differential with two planetary gear sets, the first planetary gear set being drivingly connected to the first input shaft of the differential and to the second planetary gear set. The first planetary gear set is drivingly connected to the second output shaft and the second planetary gear set is drivingly connected to the first output shaft. The second planetary gear set is supported at least indirectly on a stationary housing of the differential or on the chassis of the motor vehicle. By means of such an integral differential, the input torque of the first input shaft of the differential can be converted and divided or transmitted to the two output shafts in a defined ratio. The input torque is preferably transmitted 50% each, ie half, to the output shafts. The differential therefore has no component to which the sum of the two output torques is applied. In addition, the differential does not have any gearing rotating in the block or rotating without rolling motion at identical output speeds of the output shafts. In other words, regardless of the output speeds of the output shafts, there is always a relative movement of the components of the respective planetary gear set that are in mesh with one another.

Das Mehrganggetriebe ist dazu eingerichtet, mehrere verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der zumindest mittelbar mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine wirkverbundenen Eingangswelle der Getriebeeinrichtung und einer Ausgangswelle des Mehrganggetriebes bereitzustellen. Die Ausgangswelle des Mehrganggetriebes fungiert dabei als Zwischenwelle, die das Mehrganggetriebe wiederum antriebswirksam mit dem Differential verbindet. Somit ist die Ausgangswelle des Mehrganggetriebes über das Differential mit der jeweiligen Abtriebswelle verbunden.The multi-speed transmission is set up to provide several different transmission ratios between the input shaft of the transmission device, which is at least indirectly operatively connected to the output shaft of the internal combustion engine, and an output shaft of the multi-speed transmission. The output shaft of the multi-speed gearbox acts as an intermediate shaft, which in turn connects the multi-speed gearbox to the differential in a drivingly effective manner. Thus, the output shaft of the multi-speed gearbox is connected to the respective output shaft via the differential.

Das Mehrganggetriebe ist bevorzugt als Planetengetriebe mit wenigstens zwei Planetenradsätzen ausgebildet. Anders gesagt weist das Mehrganggetriebe eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle bzw. Zwischenwelle sowie wenigstens eine Gehäuseabstützung auf, um die wirkenden Drehmomente am Fahrwerk des Hybridfahrzeugs abzustützen. Die Eingangswelle und die Ausgangs- bzw. Zwischenwelle sind bevorzugt koaxial zueinander angeordnet. Auch eine versetzte bzw. parallele Anordnung ist denkbar.The multi-speed transmission is preferably a planetary transmission with at least two planetary gear sets zen trained. In other words, the multi-speed transmission has an input shaft, an output shaft or intermediate shaft and at least one housing support to support the torques acting on the chassis of the hybrid vehicle. The input shaft and the output or intermediate shaft are preferably arranged coaxially with one another. A staggered or parallel arrangement is also conceivable.

Vorzugsweise umfasst das Mehrganggetriebe wenigstens ein Schaltelement. Das Schaltelement dient dazu, ein Übersetzungsverhältnis einzustellen. Dies kann in Abhängigkeit eines Fahrerwunsches und/oder in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Hybridfahrzeugs erfolgen. Bevorzugt ist das Schaltelement dazu eingerichtet, zwischen mindestens drei Übersetzungen zu schalten.The multi-speed transmission preferably includes at least one shifting element. The switching element is used to set a transmission ratio. This can take place as a function of a driver's request and/or as a function of an operating state of the hybrid vehicle. The switching element is preferably set up to switch between at least three gear ratios.

Die Ausgangswelle der Brennkraftmaschine kann einteilig mit der Eingangswelle der ersten Übersetzungsstufe verbunden sein, wobei sowohl die Ausgangswelle als auch die Eingangswelle somit auf einer gemeinsamen Hauptachse liegen, die parallel zur Abtriebsachse des Hybridfahrzeugs ausgerichtet ist. Bei einer mehrteiligen Ausbildung ist die Ausgangswelle jedoch drehfest mit der Eingangswelle verbunden.The output shaft of the internal combustion engine can be connected in one piece to the input shaft of the first gear ratio, with both the output shaft and the input shaft thus lying on a common main axis which is aligned parallel to the output axis of the hybrid vehicle. In the case of a multi-part design, however, the output shaft is connected to the input shaft in a rotationally fixed manner.

Die erste Übersetzungsstufe kann als Kettentrieb, als Riementrieb oder als Räderkette mit mehreren in Zahneingriff stehenden Zahnrädern ausgebildet sein, um ein Drehmoment und eine Drehzahl, das heißt eine Antriebsleistung an eine im Wesentlichen parallel zur Ausgangswelle der Brennkraftmaschine bzw. zur Eingangswelle der ersten Übersetzungsstufe angeordnete Eingangswelle der Getriebeeinrichtung zu übertragen.The first transmission stage can be designed as a chain drive, as a belt drive or as a gear chain with several meshing gear wheels, in order to transmit a torque and a speed, i.e. a drive power, to an input shaft arranged essentially parallel to the output shaft of the internal combustion engine or to the input shaft of the first transmission stage to transfer the transmission device.

Eine im Wesentlichen parallele Anordnung der jeweiligen Ausgangs- bzw. Eingangswellen der Brennkraftmaschine bzw. der Getriebeeinrichtung ist erforderlich, damit die Brennkraftmaschine sowie die Getriebeeinrichtung zumindest teilweise auf der gemeinsamen Ebene angeordnet sein können. Die gemeinsame Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zur Abtriebsachse des Hybridfahrzeugs ausgerichtet. Dadurch wird eine vergleichsweise kurze axiale Bauweise des Antriebsstrangs realisiert, da die Brennkraftmaschine und die Getriebeeinrichtung zumindest teilweise nebeneinander liegend angeordnet sind. Zudem wird ausreichend axialer Bauraum auf der Hauptachse, insbesondere zur Hybridisierung des Fahrzeugs freigegeben. Ferner ist denkbar, dass die Getriebeeinrichtung und die elektrische Maschine axial zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.A substantially parallel arrangement of the respective output or input shafts of the internal combustion engine or the transmission device is necessary so that the internal combustion engine and the transmission device can be arranged at least partially on the common plane. The common plane is aligned essentially perpendicularly to the output axis of the hybrid vehicle. As a result, a comparatively short axial design of the drive train is realized, since the internal combustion engine and the transmission device are arranged at least partially next to one another. In addition, sufficient axial installation space is released on the main axis, in particular for hybridization of the vehicle. It is also conceivable that the transmission device and the electric machine are arranged axially at least partially in a common plane.

Unter einer Wirkverbindung oder einer antriebswirksamen Verbindung ist zu verstehen, dass zwei Elemente unmittelbar, also direkt miteinander verbunden sind, oder mittelbar über mindestens ein weiteres dazwischen angeordnetes Element miteinander verbunden sind. Beispielsweise können zwischen zwei Wellen weitere Wellen und/oder Zahnräder wirksam angeordnet sein. Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zudem zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind.An active connection or a drive-effective connection is to be understood as meaning that two elements are connected directly, that is to say directly, to one another, or are connected to one another indirectly via at least one further element arranged in between. For example, additional shafts and/or gears can be effectively arranged between two shafts. The term “at least indirectly” is also to be understood as meaning that two components are (actively) connected to one another via at least one further component that is arranged between the two components or are directly and thus directly connected to one another. Consequently, further components can be arranged between the shafts or gears, which are operatively connected to the shaft or the gear.

Das Differential ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Differential eine Eingangswelle und zwei Abtriebswellen aufweist. Jede Abtriebswelle ist zumindest mittelbar mit wenigstens einem an der Abtriebsachse des Hybridfahrzeugs befestigten Rad verbunden. Mittels des Differentials werden zum einen ein Drehmoment erhöht und zum anderen die Antriebsleistung auf die beiden Abtriebswellen übertragen.The differential is preferably designed as a planetary gear, with the differential having an input shaft and two output shafts. Each output shaft is at least indirectly connected to at least one wheel attached to the output axle of the hybrid vehicle. By means of the differential, on the one hand a torque is increased and on the other hand the drive power is transmitted to the two output shafts.

Die beiden Planetenradsätze des Differentials können beliebig zueinander angeordnet sein, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu realisieren. Die Planetenradsätze sind über eine Koppelwelle oder ein Koppelrad antriebswirksam miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die beiden Planetenradsätze axial nebeneinander angeordnet. Alternativ sind die beiden Planetenradsätze radial übereinander angeordnet. Jeder Planetenradsatz besteht aus einem Sonnenrad, einem Hohlrad sowie einem Planetenträger mit drehbar daran angeordneten Planetenräder, wobei die Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad in Zahneingriff stehen. Ferner weist das Differential eine gehäusefeste Anbindung auf, um ein wirkendes Drehmoment am Gehäuse oder am Fahrwerk des Hybridfahrzeugs abzustützen. Unter einer radial übereinander liegenden Anordnung ist zu verstehen, dass die Planetenradsätze im Wesentlichen gemeinsam auf einer Ebene liegen, die senkrecht zur jeweiligen Abtriebswelle bzw. zu Abtriebsachse des Hybridfahrzeugs verläuft. Da das (integrale) Differential im Leistungsfluss hinter dem Mehrganggetriebe angeordnet ist, wird das Mehrganggetriebe vergleichsweise gering belastet, denn die Moment-Erhöhung erfolgt erst im Differential mittels den zwei darin angeordneten Planetenradsätzen.The two planetary gear sets of the differential can be arranged in any way in relation to one another in order to achieve a desired transmission ratio. The planetary gear sets are drivingly connected to one another via a coupling shaft or a coupling wheel. The two planetary gear sets are preferably arranged axially next to one another. Alternatively, the two planetary gear sets are arranged radially one above the other. Each planetary gear set consists of a sun gear, a ring gear and a planetary carrier with planetary gears rotatably arranged thereon, the planetary gears meshing with both the sun gear and the ring gear. Furthermore, the differential has a connection fixed to the housing in order to support an acting torque on the housing or on the chassis of the hybrid vehicle. An arrangement lying radially one above the other is to be understood as meaning that the planetary gear sets lie essentially together on a plane which runs perpendicularly to the respective output shaft or to the output axis of the hybrid vehicle. Since the (integral) differential is located behind the multi-speed gearbox in the power flow, the multi-speed gearbox is subjected to comparatively little load because the torque increase only takes place in the differential by means of the two planetary gear sets located therein.

Eine der beiden Abtriebswellen ist durch das Mehrganggetriebe hindurchgeführt. Damit ist eine der Abtriebswellen sozusagen „inline“ durch das Mehrganggetriebe hindurchgeführt und drehbar gegenüber dem Mehrganggetriebe gelagert, um eine Antriebsleistung ausgehend vom Differential auf das jeweilige Rad zu übertragen. Mit anderen Worten verlaufen sowohl die Hauptachse, auf der die Brennkraftmaschine koaxial angeordnet ist, sowie die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung.One of the two output shafts is routed through the multi-speed gearbox. This means that one of the output shafts is routed “inline” through the multi-speed gearbox, so to speak, and is rotatably mounted relative to the multi-speed gearbox in order to to transmit a drive power from the differential to the respective wheel. In other words, both the main axis, on which the internal combustion engine is arranged coaxially, and the input shaft of the transmission device run transversely to the longitudinal direction of the vehicle.

Die mindestens eine elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Akkumulator verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Maschine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar. Die elektrische Maschine weist einen gehäusefesten Stator und einen drehbar dazu angeordneten Rotor mit einer Rotorwelle auf, wobei die jeweilige Rotorwelle ein- oder mehrteilig mit der Ausgangswelle der elektrischen Maschine und/oder der Eingangswelle der ersten Übersetzungsstufe verbunden ist.The at least one electrical machine is preferably connected to an accumulator that supplies the electrical machine with electrical energy. Furthermore, the electrical machine can preferably be controlled or regulated by power electronics. The electrical machine has a stator fixed to the housing and a rotor arranged rotatably thereto with a rotor shaft, the respective rotor shaft being connected in one or more parts to the output shaft of the electrical machine and/or the input shaft of the first transmission stage.

Nach einem Ausführungsbeispiel sind die jeweilige elektrische Maschine und die Brennkraftmaschine gemeinsam mit einer zweiten Eingangswelle der zumindest ersten Übersetzungsstufe antriebswirksam verbindbar oder verbunden. Mit anderen Worten ist die Brennkraftmaschine und/oder die jeweilige elektrische Maschine direkt und somit unmittelbar mit dem Abtrieb verbunden, oder es ist eine Kupplungseinheit im Leistungsfluss angeordnet, um die Brennkraftmaschine und/oder die jeweilige elektrische Maschine vom Abtrieb zu entkoppeln. Mithin kann der Antrieb des Hybridfahrzeugs entweder nur mittels der Brennkraftmaschine oder nur mittels der jeweiligen elektrischen Maschine erfolgen, wobei auch ein gemeinsamer, hybridisierter Antrieb des Hybridfahrzeugs möglich ist.According to one exemplary embodiment, the respective electric machine and the internal combustion engine can be or are jointly drive-effectively connected to a second input shaft of at least the first gear ratio. In other words, the internal combustion engine and/or the respective electrical machine is directly and thus directly connected to the output, or a clutch unit is arranged in the power flow in order to decouple the internal combustion engine and/or the respective electrical machine from the output. Consequently, the hybrid vehicle can be driven either only by means of the internal combustion engine or only by means of the respective electric machine, with a common, hybridized drive of the hybrid vehicle also being possible.

Die jeweilige elektrische Maschine kann dabei beispielsweise koaxial zur Eingangswelle der jeweiligen ersten Übersetzungsstufe angeordnet sein, und kann somit parallel zur Abtriebswelle der Getriebeeinrichtung angeordnet sein. Infolgedessen ist die elektrische Maschine achsparallel zur Eingangswelle der Getriebeeinrichtung sowie zur Abtriebsachse angeordnet. Bevorzugt ist die erste Übersetzungsstufe axial zwischen der Brennkraftmaschine und der jeweiligen elektrischen Maschine angeordnet. An der ersten Übersetzungsstufe ist somit eine Antriebsleistungssummation realisierbar.The respective electrical machine can be arranged, for example, coaxially to the input shaft of the respective first transmission stage, and can thus be arranged parallel to the output shaft of the transmission device. As a result, the electric machine is arranged axis-parallel to the input shaft of the transmission device and to the output axis. The first transmission stage is preferably arranged axially between the internal combustion engine and the respective electrical machine. A drive power summation can thus be implemented at the first transmission stage.

Alternativ ist die jeweilige elektrische Maschine über zumindest eine zweite Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle antriebswirksam verbunden. Dadurch wird axialer Bauraum eingespart, da die Rotorwelle der jeweiligen elektrischen Maschine parallel zur Eingangswelle angeordnet werden kann und die jeweilige elektrische Maschine somit beispielsweise neben die Brennkraftmaschine angeordnet werden kann. Die zweite Übersetzungsstufe kann analog zur ersten Übersetzungsstufe als Kettentrieb, als Riementrieb oder als Räderkette mit mehreren in Zahneingriff stehenden Zahnrädern ausgebildet sein, um eine Antriebsleistung an die Eingangswelle der ersten Übersetzungsstufe zu übertragen. Ferner alternativ kann die zweite Übersetzungsstufe auch als Planetengetriebe ausgebildet sein und somit als Vorübersetzung fungieren.Alternatively, the respective electrical machine is drivingly connected to the input shaft via at least one second transmission stage. This saves axial installation space, since the rotor shaft of the respective electrical machine can be arranged parallel to the input shaft and the respective electrical machine can thus be arranged next to the internal combustion engine, for example. The second translation stage can be designed analogously to the first translation stage as a chain drive, as a belt drive or as a gear chain with a plurality of meshing gears in order to transmit drive power to the input shaft of the first translation stage. Furthermore, as an alternative, the second transmission step can also be designed as a planetary gear and thus act as a pre-transmission.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine elektrische Maschine im Leistungsfluss zwischen dem Mehrganggetriebe und dem Differential angeordnet. Dabei nutzt die jeweilige elektrische Maschine die Übersetzung des Differentials mit und benötigt somit prinzipiell keine weitere Übersetzungsstufe, sofern sie direkt auf der Zwischenwelle zwischen dem Mehrganggetriebe und dem Differential angeordnet ist. Die jeweilige elektrische Maschine ist somit vorzugsweise koaxial zur Eingangswelle und/oder Abtriebswelle der Getriebeeinrichtung angeordnet und infolgedessen parallel zur Eingangswelle der jeweiligen ersten Übersetzungsstufe ausgerichtet.According to a further exemplary embodiment, the at least one electric machine is arranged in the power flow between the multi-speed transmission and the differential. The respective electrical machine also uses the translation of the differential and therefore, in principle, does not require any further translation if it is arranged directly on the intermediate shaft between the multi-speed gearbox and the differential. The respective electrical machine is thus preferably arranged coaxially to the input shaft and/or output shaft of the transmission device and is consequently aligned parallel to the input shaft of the respective first gear ratio.

Alternativ ist die jeweilige elektrische Maschine über zumindest eine zweite Übersetzungsstufe mit einer zwischen dem Mehrganggetriebe und dem Differential wirksam angeordneten Zwischenwelle antriebswirksam verbunden. Mit anderen Worten ist die jeweilige elektrische Maschine mit der Zwischenwelle zwischen dem Mehrganggetriebe und dem Differential antriebswirksam verbunden und achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet. Dadurch wird zusätzlich axialer Bauraum eingespart, da die Rotorwelle der jeweiligen elektrischen Maschine parallel zur Zwischenwelle angeordnet ist und die jeweilige elektrische Maschine somit beispielsweise neben dem Mehrganggetriebe angeordnet werden kann. Die zweite Übersetzungsstufe kann analog zu den vorher beschriebenen Übersetzungsstufen ausgebildet sein.Alternatively, the respective electrical machine is drivingly connected via at least a second gear ratio to an intermediate shaft that is operatively arranged between the multi-speed transmission and the differential. In other words, the respective electrical machine is drivingly connected to the intermediate shaft between the multi-speed transmission and the differential and is arranged axially parallel to the output axle. As a result, additional axial space is saved, since the rotor shaft of the respective electrical machine is arranged parallel to the intermediate shaft and the respective electrical machine can thus be arranged, for example, next to the multi-speed gearbox. The second transmission stage can be designed analogously to the transmission stages previously described.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass im Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine und der zumindest ersten Übersetzungsstufe eine Kupplungseinheit und/oder ein Torsionsdämpfer angeordnet ist. Sofern sowohl eine Kupplungseinheit als auch ein Torsionsdämpfer vorgesehen sind, ist von Vorteil, die Kupplungseinheit vorzugsweise im Leistungsfluss hinter dem Torsionsdämpfer anzuordnen. Die Kupplungseinheit ist bevorzugt wenigstens zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar, um die Brennkraftmaschine vom Abtrieb zu entkoppeln. Im geöffneten Zustand wird keine Antriebsleistung auf die jeweilige erste Übersetzungsstufe übertragen. Mithin überträgt nur die jeweilige elektrische Maschine eine Antriebsleistung zumindest mittelbar über die erste Übersetzungsstufe auf die jeweilige Eingangswelle der Getriebeeinrichtung, sodass das Hybridfahrzeug zumindest temporär rein elektrisch angetrieben wird. Im geschlossenen Zustand der Kupplungseinrichtung erfolgt ein hybridisierter Antrieb des Hybridfahrzeugs, wobei sowohl die Brennkraftmaschine als auch die jeweilige elektrische Maschine eine Antriebsleistung zumindest mittelbar über die erste Übersetzungsstufe auf die jeweilige Eingangswelle der Getriebeeinrichtung übertragen.The invention includes the technical teaching that a clutch unit and/or a torsion damper is arranged in the power flow between the internal combustion engine and the at least first transmission stage. If both a clutch unit and a torsion damper are provided, it is advantageous to arrange the clutch unit preferably in the power flow behind the torsion damper. The clutch unit can preferably be switched at least between a closed state and an open state in order to decouple the internal combustion engine from the output. In the open state, no drive power is transmitted to the respective first gear ratio. Consequently, only the respective electric machine transmits drive power at least indirectly via the first gear ratio to the respective input shaft of the transmission device, so that the hybrid vehicle at least is temporarily driven purely electrically. When the clutch device is closed, the hybrid vehicle is driven in a hybridized manner, with both the internal combustion engine and the respective electric machine transmitting drive power at least indirectly via the first transmission stage to the respective input shaft of the transmission device.

Ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug umfasst wenigstens einen Antriebsstrang gemäß der vorher beschriebenen Art. Bei dem Hybridfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Das Hybridfahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei wenigstens eine der Achsen, vorzugsweise alle Achsen des Hybridfahrzeugs zumindest mittelbar mit dem Antriebsstrang bzw. mit der Getriebeausgangswelle der Getriebeeinrichtung antriebswirksam verbunden sind. Es ist auch denkbar für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Achsen der Brennkraftmaschine, also die Hauptachse, sowie der Getriebeeinrichtung, also die Abtriebsachse, im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind.A hybrid vehicle according to the invention comprises at least one drive train of the type described above. The hybrid vehicle is preferably a motor vehicle, in particular an automobile (e.g. a passenger car weighing less than 3.5 t), bus or truck (bus and truck e.g. with a weight of more than 3.5 t). The hybrid vehicle comprises at least two axles, at least one of the axles, preferably all axles of the hybrid vehicle being drivingly connected at least indirectly to the drive train or to the transmission output shaft of the transmission device. It is also conceivable to provide such a drive train for each axle. The drive train is preferably installed in a front-transverse design, so that the axes of the internal combustion engine, ie the main axis, and the transmission device, ie the output axle, are essentially aligned transversely to the longitudinal direction of the vehicle.

Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gelten sinngemäß ebenfalls für das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug.The above definitions and statements on technical effects, advantages and advantageous embodiments of the drive train according to the invention also apply to the hybrid vehicle according to the invention.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

  • 1 eine stark schematische Draufsicht auf ein Hybridfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß 1,
  • 3 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 4 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer dritten Ausführungsform,
  • 5 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer vierten Ausführungsform,
  • 6 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer fünften Ausführungsform,
  • 7 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer sechsten Ausführungsform,
  • 8 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer siebten Ausführungsform,
  • 9 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer achten Ausführungsform,
  • 10 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer neunten Ausführungsform, und
  • 11 eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges gemäß einer zehnten Ausführungsform.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings, with identical or similar elements being provided with the same reference symbols. Here shows
  • 1 a highly schematic plan view of a hybrid vehicle with a drive train according to the invention according to a first embodiment,
  • 2 a highly schematic representation of the drive train according to the invention 1 ,
  • 3 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a second embodiment,
  • 4 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a third embodiment,
  • 5 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a fourth embodiment,
  • 6 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a fifth embodiment,
  • 7 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a sixth embodiment,
  • 8th a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a seventh embodiment,
  • 9 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to an eighth embodiment,
  • 10 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a ninth embodiment, and
  • 11 a highly schematic representation of the drive train according to the invention according to a tenth embodiment.

Gemäß 1 ist ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug 1 mit zwei Achsen 17a, 17b dargestellt, wobei an der ersten Achse 17a ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 1a antriebswirksam angeordnet ist. Der Antriebsstrang 1a ist mit zwei Abtriebswellen 5a, 5b der ersten Achse 17 wirkverbunden, an deren Enden jeweils ein Rad 18 angeschlossen ist, um das Hybridfahrzeug 1 anzutreiben. Somit bildet die erste Achse 17a eine Abtriebsachse 6.According to 1 a hybrid vehicle 1 according to the invention with two axles 17a, 17b is shown, with a drive train 1a according to the invention being arranged in a drivingly effective manner on the first axle 17a. The drive train 1a is operatively connected to two output shafts 5a, 5b of the first axle 17, at each end of which a wheel 18 is connected in order to drive the hybrid vehicle 1. The first axis 17a thus forms an output axis 6.

Gemäß 2 bis 11 umfasst der Antriebsstrang 1a eine Brennkraftmaschine 2 sowie eine elektrische Maschine 3, wobei die elektrische Maschine 3 gemäß den Ausführungsbeispielen nach 2 bis 11 unterschiedlich im Antriebsstrang 1a angeordnet ist. Damit können die mechanische und elektrische Leistung der Brennkraftmaschine 2 bzw. der elektrischen Maschine 3 parallel und somit hybridisiert für den Antrieb des Hybridfahrzeugs 1 genutzt werden. Alternativ kann ausschließlich eine elektrische Leistung der elektrischen Maschine 3 für den Antrieb des Hybridfahrzeugs 1 genutzt werdenAccording to 2 until 11 includes the drive train 1a an internal combustion engine 2 and an electric machine 3, wherein the electric machine 3 according to the embodiments 2 until 11 is arranged differently in the drive train 1a. The mechanical and electrical power of the internal combustion engine 2 or the electrical machine 3 can thus be used in parallel and thus in a hybridized manner to drive the hybrid vehicle 1 . Alternatively, only electrical power from electrical machine 3 can be used to drive hybrid vehicle 1

Die elektrische Maschine 3 wird durch einen - hier nicht gezeigten - Akkumulator mit elektrischer Energie versorgt, welcher wirksam mit einem gehäusefesten Stator 19 verbunden ist. Ferner ist die elektrische Maschine 3 mit einer - hier nicht gezeigten - Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung verbunden. Durch Bestromung des Stators 19 wird ein drehbar dazu angeordneter Rotor 20, welcher wiederum drehfest mit einer Rotorwelle 20a verbunden ist, in eine Drehbewegung relativ zum Stator 19 versetzt. Die Rotorwelle 20a ist mit einer zweiten Eingangswelle 9 einer ersten Übersetzungsstufe 7 drehfest verbunden, um über die erste Übersetzungsstufe 7 eine Antriebsleistung mit einer ersten Übersetzung auf eine erste Eingangswelle 8 einer Getriebeeinrichtung 4 zu übertragen. Es ist denkbar, die Rotorwelle 20a und die zweite Eingangswelle 9 einteilig auszubilden.The electrical machine 3 is supplied with electrical energy by an accumulator--not shown here--which is effectively connected to a stator 19 fixed to the housing. Furthermore, the electrical machine 3 is connected to power electronics for open-loop and closed-loop control (not shown here). By energizing the stator 19, a rotatable rotor 20, which in turn is non-rotatably connected to a rotor shaft 20a, is caused to rotate relative to the stator 19. The rotor shaft 20a is rotatably connected to a second input shaft 9 of a first transmission stage 7 to drive power with a first through the first translation stage 7 Translation to a first input shaft 8 of a transmission device 4 to be transmitted. It is conceivable to form the rotor shaft 20a and the second input shaft 9 in one piece.

Im Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der ersten Übersetzungsstufe 7 sind eine Kupplungseinheit 10 sowie ein Torsionsdämpfer 11 angeordnet, wobei die Kupplungseinheit 10 vorliegend im Leistungsfluss hinter dem Torsionsdämpfer 11 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 2 ist je nach Betriebszustand des Antriebsstranges 1a bzw. der momentanen Fahrsituation des Hybridfahrzeugs 1 über die Kupplungseinheit 10 vom Abtrieb entkoppelbar, sodass das Hybridfahrzeug 1 situations- und/oder betriebszustandsabhängig wenigstens temporär rein elektrisch antreibbar ist. Mittels des Torsionsdämpfers 11 werden sowohl Drehmomentspitzen der Brennkraftmaschine 2 als auch Laufunruhen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 2 abgefangen.A clutch unit 10 and a torsional damper 11 are arranged in the power flow between the internal combustion engine 2 and the first transmission stage 7 , the clutch unit 10 being arranged downstream of the torsional damper 11 in the power flow. Depending on the operating state of the drive train 1a or the current driving situation of the hybrid vehicle 1, the internal combustion engine 2 can be decoupled from the output via the clutch unit 10, so that the hybrid vehicle 1 can be driven purely electrically, at least temporarily, depending on the situation and/or operating state. Both torque peaks of the internal combustion engine 2 and rough running of the output shaft of the internal combustion engine 2 are absorbed by means of the torsional damper 11 .

Die Getriebeeinrichtung 4 weist ein Mehrganggetriebe 4a und ein im Leistungsfluss abwärts angeordnetes Differential 4b auf, wobei die erste Übersetzungsstufe 7 mit einer ersten Eingangswelle 8 der Getriebeeinrichtung 4 bzw. des Mehrganggetriebes 4a wirksam verbunden ist. Somit wird über die erste Eingangswelle 8 ein/e der mittels der ersten Übersetzungsstufe 7 summierten Antriebsleistung entsprechende/s Drehmoment sowie Drehzahl in das Mehrganggetriebe 4a eingeleitet.The transmission device 4 has a multi-speed transmission 4a and a differential 4b arranged downstream in the power flow, the first transmission stage 7 being operatively connected to a first input shaft 8 of the transmission device 4 or of the multi-speed transmission 4a. Thus, via the first input shaft 8, a torque and speed corresponding to the summed up drive power by means of the first transmission stage 7 is introduced into the multi-speed transmission 4a.

Das Mehrganggetriebe 4a ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildet, das je nach Anforderung zwei oder mehr Planetenradsätze aufweisen kann. Ferner umfasst das Mehrganggetriebe 4a ein Schaltelement 14, um situations- und/oder betriebszustandsabhängig beispielsweise zwischen drei Übersetzungsverhältnissen beliebig zu schalten. Ferner ist das Mehrganggetriebe 4a an einem Gehäuse 30 des Hybridfahrzeugs 1 abgestützt.The multi-speed transmission 4a is preferably designed as a planetary gear, which can have two or more planetary gear sets, depending on the requirement. Furthermore, the multi-speed transmission 4a includes a shifting element 14 in order to switch between three gear ratios, for example, depending on the situation and/or the operating state. Furthermore, the multi-speed transmission 4a is supported on a housing 30 of the hybrid vehicle 1 .

Das Differential 4b ist als integrales Differential mit zwei Planetenradsätzen 13a, 13b ausgebildet, wobei die beiden Planetenradsätze 13a, 13b je nach Anforderung an das Differential, insbesondere an die zu realisierende Übersetzung des Differentials 4b entweder axial nebeneinander oder radial übereinander angeordnet sind. Mittels des ersten Planetenradsatzes ist 13a ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle 5b übertragbar. Ein dem ersten Abtriebsmoment entgegengesetzt wirkendes Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes 13a wird auf den zweiten Planetenradsatz 13b übertragen und ist im zweiten Planetenradsatz 13b derart wandelbar, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle 5a übertragbar ist. Mithin ist das Differential 4b als Planetengetriebe ausgebildet.The differential 4b is designed as an integral differential with two planetary gear sets 13a, 13b, with the two planetary gear sets 13a, 13b being arranged either axially next to one another or radially one above the other, depending on the requirement for the differential, in particular for the translation to be achieved for the differential 4b. A first output torque can be transmitted to the second output shaft 5b by means of the first planetary gear set 13a. A support torque of the first planetary gear set 13a acting opposite to the first output torque is transmitted to the second planetary gear set 13b and can be converted in the second planetary gear set 13b in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the first output shaft 5a. Consequently, the differential 4b is designed as a planetary gear.

Im Leistungsfluss zwischen dem Mehrganggetriebe 4a und dem Differential 4b des Getriebeeinrichtung 4 ist eine Zwischenwelle 15 angeordnet. Der Abtrieb am integralen Differential 4b erfolgt über die zwei Abtriebswellen 5a, 5b. Vorliegend erstreckt sich die erste Abtriebswelle 5a vom Antriebsstrang 1a weg und die zweite Abtriebswelle 5b ist durch das Mehrganggetriebe 4a zur axial gegenüberliegenden Seite des Antriebsstrangs 1a hindurchgeführt.An intermediate shaft 15 is arranged in the power flow between the multi-speed transmission 4a and the differential 4b of the transmission device 4 . The output on the integral differential 4b takes place via the two output shafts 5a, 5b. In the present case, the first output shaft 5a extends away from the drive train 1a and the second output shaft 5b is guided through the multi-speed gearbox 4a to the axially opposite side of the drive train 1a.

Die Abtriebswellen 5a, 5b, das Mehrganggetriebe 4a und das Differential 4b der Getriebeeinrichtung sowie die Abtriebswellen 5a, 5b sind koaxial zur Abtriebsachse 6 des Hybridfahrzeugs 1 angeordnet, wobei die Brennkraftmaschine 2 achsparallel zur Abtriebsachse 6 angeordnet ist. Somit wird axialer Bauraum des Antriebsstranges 1a eingespart, und zwar insbesondere dadurch, dass die Brennkraftmaschine 2 sowie die Getriebeeinrichtung 4 in axialer Richtung zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene 16 angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Abtriebsachse 6 ausgerichtet ist. Anders gesagt sind die Brennkraftmaschine 2 sowie die Getriebeeinrichtung 4 nebeneinander liegend angeordnet, um axialen Bauraum einzusparen.The output shafts 5a, 5b, the multi-speed transmission 4a and the differential 4b of the transmission device and the output shafts 5a, 5b are arranged coaxially to the output axis 6 of the hybrid vehicle 1, with the internal combustion engine 2 being arranged axially parallel to the output axis 6. This saves axial installation space of the drive train 1a, in particular because the internal combustion engine 2 and the transmission device 4 are arranged at least partially in a common plane 16 in the axial direction, which is aligned essentially perpendicularly to the output axis 6. In other words, the internal combustion engine 2 and the transmission device 4 are arranged next to one another in order to save axial space.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die elektrische Maschine 3 und die Brennkraftmaschine 2 gemeinsam und somit koaxial auf einer Hauptachse 21 angeordnet, wobei die elektrische Maschine 3 über dessen Rotorwelle 20a mit der zweiten Eingangswelle 9 der ersten Übersetzungsstufe 7 antriebswirksam verbunden ist und wobei die die Brennkraftmaschine 2 je nach gewünschtem Betriebszustand über die Kupplungseinheit 10 mit der zweiten Eingangswelle 9 antriebswirksam verbindbar ist. Die Hauptachse 21 verläuft achsparallel zur Abtriebsachse 6 sowie zu den Abtriebswellen 5a, 5b.According to a first embodiment 2 the electric machine 3 and the internal combustion engine 2 are arranged together and thus coaxially on a main axis 21, the electric machine 3 being drivingly connected via its rotor shaft 20a to the second input shaft 9 of the first transmission stage 7 and the internal combustion engine 2 depending on the desired operating state via the clutch unit 10 with the second input shaft 9 is drivingly connected. The main axis 21 runs axially parallel to the output axis 6 and to the output shafts 5a, 5b.

Die erste Übersetzungsstufe 7 ist vorliegend als Kettentrieb ausgebildet, welcher mittels einer Kette 22 ein drehfest mit der ersten Eingangswelle 8 verbundenes erstes Zahnrad 23 mit einem drehfest mit der zweiten Eingangswelle 9 verbundenen zweites Zahnrad 24 antriebswirksam verbindet. Die erste Übersetzungsstufe 7 kann ein 1:1 -Verhältnis aufweisen oder ein beliebiges Übersetzungsverhältnis bereitstellen, das in die Getriebeeinrichtung 4 eingeleitet wird.The first transmission stage 7 is presently designed as a chain drive which, by means of a chain 22, drivingly connects a first gear wheel 23 connected in a torque-proof manner to the first input shaft 8 to a second gear wheel 24 connected in a torque-proof manner to the second input shaft 9 . The first transmission stage 7 can have a 1:1 ratio or provide any transmission ratio that is introduced into the transmission device 4 .

Die beiden Planetenradsätze 13a, 13b des Differentials 4b sind radial übereinander angeordnet, um zusätzlich axialen Bauraum zu sparen. Anders gesagt liegen die Planetenradsätze 13a, 13b in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu den Abtriebswellen 5a, 5b. Mithin ist das Differential 4b vorliegend in radial geschachtelter Bauweise ausgeführt.The two planetary gear sets 13a, 13b of the differential 4b are arranged radially one above the other in order to save additional axial space. In other words, the planetary gear sets 13a, 13b lie in a common plane perpendicular to the output shafts 5a, 5b. Consequently, the differential 4b is designed here in a radially nested design.

Die Zwischenwelle 15 ist drehfest mit einem ersten Sonnenrad 25a des ersten Planetenradsatzes 13a verbunden. Die Leistungsübertragung vom ersten Planetenradsatz 13a auf den zweiten Planetenradsatz 13b erfolgt über ein erstes Hohlrad 26a des ersten Planetenradsatzes 13a. Das erste Hohlrad 26a ist vorliegend als Koppelwelle 27 bzw. Koppelrad ausgebildet, welches gleichzeitig das zweite Sonnenrad 25b des zweiten Planetenradsatzes 13b ist. Räumlich zwischen dem ersten Sonnenrad 25a und dem ersten Hohlrad 26a sind eine Mehrzahl von ersten Planetenrädern 28a angeordnet, die vorliegend drehbar auf einem drehbar gelagerten ersten Planetenträger 29a angeordnet sind. Ferner sind auf der gleichen Ebene und radial außerhalb des ersten Planetenradsatzes 13a räumlich zwischen dem zweiten Sonnenrad 25b und einem zweiten Hohlrad 26b des zweiten Planetenradsatzes 13b eine Mehrzahl von zweiten Planetenrädern 28b angeordnet, die vorliegend drehbar auf einem gehäusefesten zweiten Planetenträger 29b angeordnet sind. Der erste Abtrieb auf die erste Abtriebswelle 5a erfolgt über das drehfest damit verbundene zweite Hohlrad 26b, wohingegen der zweite Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle 5b über den drehfest damit verbundenen ersten Planetenträger 29a erfolgt.The intermediate shaft 15 is non-rotatably connected to a first sun gear 25a of the first planetary gear set 13a. The power transmission from the first planetary gear set 13a to the second planetary gear set 13b takes place via a first ring gear 26a of the first planetary gear set 13a. The first ring gear 26a is presently designed as a coupling shaft 27 or coupling wheel, which is also the second sun gear 25b of the second planetary gear set 13b. A plurality of first planet gears 28a are spatially arranged between the first sun gear 25a and the first ring gear 26a, which in the present case are arranged rotatably on a rotatably mounted first planet carrier 29a. Furthermore, on the same plane and radially outside of the first planetary gearset 13a, a plurality of second planetary gears 28b are arranged spatially between the second sun gear 25b and a second ring gear 26b of the second planetary gearset 13b, which in the present case are arranged rotatably on a second planetary carrier 29b fixed to the housing. The first output to the first output shaft 5a takes place via the second ring gear 26b connected to it in a torque-proof manner, whereas the second output to the second output shaft 5b takes place via the first planet carrier 29a connected to it in a torque-proof manner.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist im Wesentlichen identisch zum ersten Ausführungsbeispiel nach 2 ausgeführt. Der wesentliche Unterschied besteht vorliegend darin, dass die beiden Planetenradsätze 13a, 13b des Differentials 4b axial benachbart zueinander angeordnet sind.The second embodiment according to 3 is essentially identical to the first exemplary embodiment 2 executed. The main difference here is that the two planetary gear sets 13a, 13b of the differential 4b are arranged axially adjacent to one another.

Vorliegend ist die Zwischenwelle 15 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 25a des ersten Planetenradsatzes 13a verbunden. Die Leistungsübertragung vom ersten Planetenradsatz 13a auf den zweiten Planetenradsatz 13b erfolgt über das erste Hohlrad 26a, welches über die Koppelwelle 27 drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 25b verbunden ist. Die gehäusefeste Anbindung erfolgt über den zweiten Planetenträger 29b, welcher somit drehfest angeordnet ist. Der erste Abtrieb auf die erste Abtriebswelle 5a erfolgt über das drehfest damit verbundene zweite Hohlrad 26b, wohingegen der zweite Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle 5b über den drehfest damit verbundenen ersten Planetenträger 29a erfolgt.In the present case, the intermediate shaft 15 is connected in a torque-proof manner to the first sun gear 25a of the first planetary gear set 13a. The power transmission from the first planetary gear set 13a to the second planetary gear set 13b takes place via the first ring gear 26a, which is non-rotatably connected via the coupling shaft 27 to the second sun gear 25b. The connection fixed to the housing takes place via the second planet carrier 29b, which is thus arranged in a rotationally fixed manner. The first output to the first output shaft 5a takes place via the second ring gear 26b connected to it in a torque-proof manner, whereas the second output to the second output shaft 5b takes place via the first planet carrier 29a connected to it in a torque-proof manner.

Mittels eines derartig ausgebildeten Differentials 4b gemäß den Ausführungsformen nach 2 und 3 sind Übersetzungen zwischen i = 5 und i = 10 realisierbar.By means of such a trained differential 4b according to the embodiments 2 and 3 ratios between i = 5 and i = 10 can be realized.

Auch das dritte Ausführungsbeispiel nach 4 ist im Wesentlichen identisch zum ersten Ausführungsbeispiel nach 2 ausgeführt. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass die beiden Planetenradsätze 13a, 13b des Differentials 4b, analog zu 3, axial benachbart zueinander angeordnet sind. Jedoch unterscheidet sich die Ausbildung und Anordnung der Bauteile des Differentials 4b zur in 3 beschriebenen Ausführungsform.Also the third embodiment after 4 is essentially identical to the first exemplary embodiment 2 executed. A major difference is that the two planetary gear sets 13a, 13b of the differential 4b, analogous to 3 , are arranged axially adjacent to each other. However, the design and arrangement of the components of the differential 4b differs from that in 3 described embodiment.

Die Zwischenwelle 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit dem ersten Sonnenrad 25a des ersten Planetenradsatzes 13a verbunden. Die Leistungsübertragung vom ersten Planetenradsatz 13a auf den zweiten Planetenradsatz 13b erfolgt über die Koppelwelle 27, die sowohl drehfest mit dem ersten Planetenträger 29a des ersten Planetenradsatzes 13a als auch drehfest mit dem zweiten Hohlrad 26b des zweiten Planetenradsatzes 13b verbunden ist. Der erste Abtrieb auf die erste Abtriebswelle 5a erfolgt über das drehfest damit verbundene zweite Sonnenrad 25b, wohingegen der zweite Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle 5b über das drehfest damit verbundenen erste Hohlrad 26a erfolgt. Mittels eines derartig ausgebildeten Differentials 4b sind Übersetzungen zwischen i = -3 und i = -8 realisierbar.In this exemplary embodiment, the intermediate shaft 15 is connected in a rotationally fixed manner to the first sun gear 25a of the first planetary gear set 13a. The power is transmitted from the first planetary gear set 13a to the second planetary gear set 13b via the coupling shaft 27, which is non-rotatably connected to the first planet carrier 29a of the first planetary gear set 13a and non-rotatably to the second ring gear 26b of the second planetary gear set 13b. The first output to the first output shaft 5a takes place via the second sun gear 25b connected to it in a torque-proof manner, whereas the second output to the second output shaft 5b takes place via the first ring gear 26a connected to it in a torque-proof manner. By means of a differential 4b designed in this way, translations between i=−3 and i=−8 can be realized.

Das vorliegende Differential 4b weist eine Drehrichtungsumkehr zwischen der ersten Eingangswelle 8 und den Abtriebswellen 5a, 5b auf. Daher besteht ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform nach 1 darin, dass die erste Übersetzungsstufe 7 zwei miteinander in Zahneingriff stehende Zahnräder 23, 24 aufweist, um eine zweite Drehrichtungsumkehr zu realisieren, die die erste Drehrichtungsumkehr des Differentials 4b eliminiert bzw. ausgleicht. Die erste Übersetzungsstufe 7 ist vorliegend als Stirnradstufe ausgebildet, wodurch die besagte Drehrichtungsumkehr realisiert wird. Alternativ dazu kann die erste Übersetzungsstufe 7 eine Räderkette mit einer ungeraden Anzahl an Eingriffen vorsehen, um die Antriebsleistung auf die Getriebeeinrichtung 4 zu übertragen und eine Drehrichtungsumkehr zu realisieren. Das Vorsehen einer Drehrichtungsumkehr in der ersten Übersetzungsstufe 7 hängt unter anderem von der Einbaulage des Antriebsstranges 1a im Kraftfahrzeug 1 ab. Die 2 bis 11 zeigen Ausführungsbeispiele, in denen die Brennkraftmaschine 2 und die Abtriebswellen 5a, 5b bei positiver Übersetzung des Mehrganggetriebes 4a eine identische Drehrichtung aufweisen.The present differential 4b has a reversal of direction of rotation between the first input shaft 8 and the output shafts 5a, 5b. Therefore, there is another difference from the embodiment shown in FIG 1 in that the first transmission stage 7 has two mutually meshing gears 23, 24 in order to realize a second reversal of the direction of rotation, which eliminates or compensates for the first reversal of the direction of rotation of the differential 4b. In the present case, the first transmission stage 7 is designed as a spur gear stage, as a result of which the said reversal of the direction of rotation is realized. As an alternative to this, the first transmission stage 7 can provide a gear chain with an odd number of interventions in order to transfer the drive power to the transmission device 4 and to reverse the direction of rotation. The provision of a reversal of the direction of rotation in the first transmission step 7 depends, among other things, on the installation position of the drive train 1a in the motor vehicle 1 . the 2 until 11 show exemplary embodiments in which the internal combustion engine 2 and the output shafts 5a, 5b have an identical direction of rotation when the multi-speed transmission 4a has a positive transmission ratio.

Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zum Ausführungsbeispiel nach 3 ausgebildet, wobei der wesentliche Unterschied in der alternativen Ausgestaltung des integralen Differentials 4b besteht. Mittels des vorliegenden Differentials 4b sind Übersetzungen zwischen i = 2,5 und i = 3,5 realisierbar.This in 5 The embodiment shown is essentially identical to the embodiment shown in FIG 3 formed, the main difference being the alternative embodiment of the integral differential 4b. By means of the present differential 4b, translations between i=2.5 and i=3.5 can be realized.

Vorliegend ist die Zwischenwelle 15 drehfest mit dem ersten Hohlrad 26a des ersten Planetenradsatzes 13a verbunden. Die Leistungsübertragung vom ersten Planetenradsatz 13a auf den zweiten Planetenradsatz 13b erfolgt über die Koppelwelle 27, die einerseits drehfest mit dem ersten Sonnenrad 26a und andererseits drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 25b verbunden ist. Die gehäusefeste Anbindung des Differentials 4b erfolgt über den zweiten Planetenträger 29b, welcher somit drehfest angeordnet ist. Der erste Abtrieb auf die erste Abtriebswelle 5a erfolgt über das drehfest damit verbundene zweite Hohlrad 26b, wohingegen der zweite Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle 5b über den drehfest damit verbundenen ersten Planetenträger 29a erfolgt.In the present case, the intermediate shaft 15 is connected in a torque-proof manner to the first ring gear 26a of the first planetary gear set 13a. The power transmission from the first planetary gear set 13a to the second Planetary gear set 13b takes place via the coupling shaft 27, which on the one hand is non-rotatably connected to the first sun gear 26a and on the other hand is non-rotatably connected to the second sun gear 25b. The differential 4b is fixed to the housing via the second planet carrier 29b, which is thus arranged in a rotationally fixed manner. The first output to the first output shaft 5a takes place via the second ring gear 26b connected to it in a torque-proof manner, whereas the second output to the second output shaft 5b takes place via the first planet carrier 29a connected to it in a torque-proof manner.

6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Antriebsstrangs 1a, welches im Wesentlichen identisch zur Ausführungsform nach 2 ausgeführt ist. Der wesentliche Unterschied besteht vorliegend darin, dass die elektrische Maschine 3 im Leistungsfluss zwischen dem Mehrganggetriebe 4a und dem Differential 4b angeordnet ist und über eine zweite Übersetzungsstufe 12b mit der zwischen dem Mehrganggetriebe 4a und dem Differential 4b wirksam angeordneten Zwischenwelle 15 antriebswirksam verbunden ist. Die Rotorwelle 20a der elektrischen Maschine 3 ist achsparallel zur Hauptachse 21 sowie zur Abtriebsachse 6 angeordnet, wobei lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen die genannten parallelen Achsen radial übereinander liegen. In der Praxis ist denkbar, sowohl die Hauptachse 21 als auch die Rotorwelle 20a mit gleichem oder nahezu gleichem Abstand parallel zur Antriebsachse 6 und somit um die Antriebsachse 6 herum anzuordnen. Dadurch wird zusätzlich axialer und radialer Bauraum eingespart, da die elektrische Maschine 3 im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nicht axial benachbart zur Brennkraftmaschine 2 sowie zur ersten Übersetzungsstufe 7 angeordnet ist, sondern vielmehr seitlich neben der Getriebeeinrichtung 4. 6 shows a fifth exemplary embodiment of the drive train 1a, which is essentially identical to the embodiment according to FIG 2 is executed. The main difference here is that the electric machine 3 is arranged in the power flow between the multi-speed transmission 4a and the differential 4b and is drivingly connected via a second transmission stage 12b to the intermediate shaft 15, which is operatively arranged between the multi-speed transmission 4a and the differential 4b. The rotor shaft 20a of the electrical machine 3 is arranged axially parallel to the main axis 21 and to the output axis 6, the parallel axes mentioned lying radially one above the other merely for reasons of clarity. In practice it is conceivable to arrange both the main axis 21 and the rotor shaft 20a at the same or almost the same distance parallel to the drive axis 6 and thus around the drive axis 6 . This also saves axial and radial space, since the electric machine 3, in contrast to the previous exemplary embodiments, is not arranged axially adjacent to the internal combustion engine 2 and to the first transmission stage 7, but rather laterally next to the transmission device 4.

Die zweite Übersetzungsstufe 12b ist vorliegend analog zur ersten Übersetzungsstufe 7 als Kettentrieb ausgebildet, wobei ein drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbundenes drittes Zahnrad 31 über eine Kette 33 mit einem drehfest mit der Rotorwelle 20a verbundenen vierten Zahnrad 32 antriebswirksam verbunden ist. Anders gesagt ist die Rotorwelle 20a vorliegend als Eingangswelle der zweiten Übersetzungsstufe 12b ausgebildet. Der Vorteil besteht dabei darin, dass die elektrische Maschine 3 die integrierte Übersetzung des Differentials 4b mitnutzen kann. Je nach erforderlichem Bauraum der Getriebeeinrichtung 4 kann die elektrische Maschine 3 auch direkt auf der Zwischenwelle 15 angeordnet sein. In diesem Fall ist die Rotorwelle 20a koaxial zur Zwischenwelle 15 angeordnet oder einteilig damit verbunden.The second transmission stage 12b is designed as a chain drive analogously to the first transmission stage 7, with a third gear 31 non-rotatably connected to the intermediate shaft 15 being drivingly connected via a chain 33 to a fourth gear 32 non-rotatably connected to the rotor shaft 20a. In other words, the rotor shaft 20a is designed here as an input shaft of the second transmission stage 12b. The advantage here is that the electric machine 3 can also use the integrated translation of the differential 4b. Depending on the installation space required for the transmission device 4 , the electric machine 3 can also be arranged directly on the intermediate shaft 15 . In this case, the rotor shaft 20a is arranged coaxially with the intermediate shaft 15 or is integrally connected thereto.

7 bis 9 zeigen drei verschiedene Anbindungsmöglichkeiten der elektrischen Maschine 3 an die zweite Eingangswelle 9 der ersten Übersetzungsstufe 7, wobei die elektrische Maschine 3 über eine zweite Übersetzungsstufe 12a mit der zweiten Eingangswelle 9 antriebswirksam verbunden ist. Die zweite Übersetzungsstufe 12a ist als Planetengetriebe mit einem Planetenradsatz ausgebildet, um mittels der elektrischen Maschine 3 eine Antriebsleistung bereits mit einem Übersetzungsverhältnis auf die zweite Eingangswelle 9 zu übertragen. Das Planetengetriebe kann auch mit zwei oder mehr Planetenradsätzen ausgebildet sein. Die übrige Ausbildung des Antriebsstranges 1a erfolgt gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2. 7 until 9 show three different connection options for the electrical machine 3 to the second input shaft 9 of the first transmission stage 7, the electrical machine 3 being drivingly connected to the second input shaft 9 via a second transmission stage 12a. The second transmission stage 12a is designed as a planetary gear with a planetary gear set in order to transmit a drive power to the second input shaft 9 with a transmission ratio by means of the electric machine 3 . The planetary gear can also be designed with two or more planetary gear sets. The rest of the design of the drive train 1a takes place in accordance with the exemplary embodiment 2 .

Gemäß 7 ist der Rotor 20 der elektrischen Maschine 3 mit einem dritten Hohlrad 26c der zweiten Übersetzungsstufe 12a drehfest verbunden, wobei die Antriebsleistungsübertragung auf die Rotorwelle 20a bzw. die zweite Eingangswelle 9 über einen drehbaren dritten Planetenträger 29c erfolgt, auf dem eine Mehrzahl von dritten Planetenrädern 28c drehbar angeordnet sind. Die dritten Planetenräder 28c stehen sowohl mit dem dritten Hohlrad 26c als auch mit einem dritten Sonnenrad 25c in Zahneingriff und sind räumlich dazwischen angeordnet, wobei das dritte Sonnenrad 25c gehäusefest angeordnet ist. Damit ist mittels der zweiten Übersetzungsstufe 12a eine Vorübersetzung zwischen i = 1,5 und i = 1,7 realisierbar.According to 7 the rotor 20 of the electrical machine 3 is connected in a torque-proof manner to a third ring gear 26c of the second transmission stage 12a, with the drive power being transmitted to the rotor shaft 20a or the second input shaft 9 via a rotatable third planetary carrier 29c, on which a plurality of third planetary gears 28c can be rotated are arranged. The third planet gears 28c mesh with both the third ring gear 26c and a third sun gear 25c and are spatially arranged in between, with the third sun gear 25c being arranged fixed to the housing. A pre-translation between i=1.5 and i=1.7 can thus be implemented by means of the second transmission stage 12a.

Nach 8 ist der Rotor 20 der elektrischen Maschine 3 mit dem dritten Sonnenrad 25c der zweiten Übersetzungsstufe 12a drehfest verbunden, wobei die Antriebsleistungsübertragung auf die Rotorwelle 20a bzw. die zweite Eingangswelle 9 über den drehbaren dritten Planetenträger 29c erfolgt, auf dem die dritten Planetenräder 28c drehbar angeordnet sind. Die dritten Planetenräder 28c stehen sowohl mit dem dritten Hohlrad 26c als auch mit einem dritten Sonnenrad 25c in Zahneingriff und sind räumlich dazwischen angeordnet, wobei das dritte Hohlrad 26c gehäusefest angeordnet ist. Damit ist mittels der zweiten Übersetzungsstufe 12a eine Vorübersetzung zwischen i = 2,5 und i = 1,5 realisierbar.To 8th the rotor 20 of the electrical machine 3 is connected in a torque-proof manner to the third sun gear 25c of the second transmission stage 12a, with the drive power being transmitted to the rotor shaft 20a or the second input shaft 9 via the rotatable third planetary carrier 29c, on which the third planetary gears 28c are rotatably arranged . The third planet gears 28c mesh with the third ring gear 26c as well as with a third sun gear 25c and are spatially arranged in between, with the third ring gear 26c being arranged fixed to the housing. A pre-translation between i=2.5 and i=1.5 can thus be implemented by means of the second transmission stage 12a.

Der Rotor 20 der elektrischen Maschine 3 gemäß 9 ist mit dem dritten Sonnenrad 25c der zweiten Übersetzungsstufe 12a drehfest verbunden, wobei die Antriebsleistungsübertragung auf die Rotorwelle 20a bzw. die zweite Eingangswelle 9 über das drehbare dritte Hohlrad 26c erfolgt. Der dritte Planetenträger 29c ist vorliegend gehäusefest angeordnet. Damit ist mittels der zweiten Übersetzungsstufe 12a eine Vorübersetzung zwischen i = -1,5 und i = -3,5 realisierbar, wobei zudem eine Drehrichtungsumkehr der Eingangswelle erfolgt. Diese wird dadurch eliminiert, dass die elektrische Maschine 3 im Vergleich zu den Ausführungsformen nach 7 und 8 mit einem entgegengesetzten Drehmoment beansprucht wird und der Rotor 20 somit in eine entgegengesetzte Richtung rotiert.The rotor 20 of the electric machine 3 according to FIG 9 is non-rotatably connected to the third sun gear 25c of the second transmission stage 12a, with the drive power being transmitted to the rotor shaft 20a or the second input shaft 9 via the rotatable third ring gear 26c. The third planetary carrier 29c is here fixed to the housing. A pre-ratio between i=−1.5 and i=−3.5 can thus be implemented by means of the second transmission stage 12a, with the direction of rotation of the input shaft also being reversed. This is eliminated in that the electric machine 3 compared to the embodiments according to 7 and 8th with an opposite Torque is claimed and the rotor 20 thus rotates in an opposite direction.

Die Ausführungsbeispiele nach 10 und 11 zeigen weitere Anbindungsmöglichkeiten der elektrischen Maschine 3 an die zweite Eingangswelle 9 der ersten Übersetzungsstufe 7, wobei die elektrische Maschine 3 über eine zweite Übersetzungsstufe 12a mit der zweiten Eingangswelle 9 antriebswirksam verbunden ist.The exemplary embodiments 10 and 11 show further options for connecting the electrical machine 3 to the second input shaft 9 of the first transmission stage 7, the electrical machine 3 being drivingly connected to the second input shaft 9 via a second transmission stage 12a.

Die zweite Übersetzungsstufe 12a ist in 10 analog zur zweiten Übersetzungsstufe 12b nach 6 als Kettentrieb ausgebildet, wobei ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle 9 verbundenes drittes Zahnrad 31 über eine Kette 33 mit einem drehfest mit der Rotorwelle 20a verbundenen vierten Zahnrad 32 antriebswirksam verbunden ist. Anders gesagt ist die Rotorwelle 20a vorliegend als Eingangswelle der zweiten Übersetzungsstufe 12a ausgebildet. Dadurch kann je nach Anordnung und Größe der elektrischen Maschine 3 axialer Bauraum eingespart werden. Die übrige Ausbildung des Antriebsstranges 1a erfolgt gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2.The second transmission stage 12a is in 10 analogous to the second transmission stage 12b 6 designed as a chain drive, a third gear wheel 31 connected in a torque-proof manner to the second input shaft 9 being drivingly connected via a chain 33 to a fourth gear wheel 32 connected in a torque-proof manner to the rotor shaft 20a. In other words, the rotor shaft 20a is designed here as an input shaft of the second transmission stage 12a. Depending on the arrangement and size of the electric machine 3, axial installation space can thereby be saved. The rest of the design of the drive train 1a takes place in accordance with the exemplary embodiment 2 .

Nach 11 ist die zweite Übersetzungsstufe 12a analog zur ersten Übersetzungsstufe 7 nach 4 als Stirnradpaar ausgebildet. Die zweite Übersetzungsstufe 12a weist ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle 9 verbundenes drittes Zahnrad 31 sowie ein drehfest mit der Rotorwelle 20a verbundenes viertes Zahnrad 32 auf, wobei die beiden Zahnräder 31, 32 miteinander in Zahneingriff stehen. Mit anderen Worten ist die zweite Übersetzungsstufe 12a als Stirnradstufe ausgebildet, wodurch eine Drehrichtungsumkehr realisiert wird, die durch entgegengesetzte Rotation des Rotors 20 eliminiert wird. Alternativ dazu kann eine Räderkette vorgesehen werden, um die Antriebsleistung auf die zweite Eingangswelle 9 der ersten Übersetzungsstufe 7 zu übertragen. Dadurch kann je nach Anordnung und Größe der elektrischen Maschine 3 zusätzlich axialer Bauraum eingespart werden. Die übrige Ausbildung des Antriebsstranges 1a erfolgt analog zum Ausführungsbeispiel nach 2.To 11 is the second translation stage 12a analogous to the first translation stage 7 after 4 designed as a pair of spur gears. The second transmission step 12a has a third gear wheel 31 connected in a torque-proof manner to the second input shaft 9 and a fourth gear wheel 32 connected in a torque-proof manner to the rotor shaft 20a, the two gear wheels 31, 32 meshing with one another. In other words, the second transmission stage 12a is designed as a spur gear stage, as a result of which a reversal of the direction of rotation is realized, which is eliminated by rotating the rotor 20 in the opposite direction. Alternatively, a gear chain can be provided in order to transmit the drive power to the second input shaft 9 of the first transmission stage 7 . Depending on the arrangement and size of the electrical machine 3, additional axial installation space can thereby be saved. The rest of the design of the drive train 1a is analogous to the embodiment shown in FIG 2 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Hybridfahrzeughybrid vehicle
1 a1 a
Antriebsstrangpowertrain
22
Brennkraftmaschineinternal combustion engine
33
Elektrische Maschineelectrical machine
44
Getriebeeinrichtunggear mechanism
4a4a
Mehrganggetriebemulti-speed gearbox
4b4b
Differentialdifferential
5a5a
Erste AbtriebswelleFirst output shaft
5b5b
Zweite AbtriebswelleSecond output shaft
66
Abtriebsachseoutput axis
77
Erste ÜbersetzungsstufeFirst stage of translation
88th
Erste Eingangswelle der GetriebeeinrichtungFirst input shaft of the transmission device
99
Zweite Eingangswelle der ersten ÜbersetzungsstufeSecond input shaft of the first gear ratio
1010
Kupplungseinheitclutch unit
1111
Torsionsdämpfertorsional damper
12a12a
Zweite Übersetzungsstufe an der Eingangswelle der ersten ÜbersetzungsstufeSecond gear ratio on the input shaft of the first gear ratio
12b12b
Zweite Übersetzungsstufe an der ZwischenwelleSecond gear ratio on the intermediate shaft
13a13a
Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
13b13b
Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
1414
Schaltelementswitching element
1515
Zwischenwelleintermediate shaft
1616
Ebenelevel
17a17a
Erste AchseFirst axis
17b17b
Zweite Achsesecond axis
1818
Radwheel
1919
Statorstator
2020
Rotorrotor
20a20a
Rotorwellerotor shaft
2121
Hauptachsemain axis
2222
Erste Kettefirst chain
2323
Erstes ZahnradFirst gear
2424
Zweites ZahnradSecond gear
25a25a
Erstes Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst sun gear of the first planetary gear set
25b25b
Zweites Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond sun gear of the second planetary gear set
25c25c
Drittes Sonnenrad der zweiten ÜbersetzungsstufeThird sun gear of the second transmission stage
26a26a
Erstes Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesFirst ring gear of the first planetary gear set
26b26b
Zweites Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond ring gear of the second planetary gear set
26c26c
Drittes Hohlrad der zweiten ÜbersetzungsstufeThird ring gear of the second gear ratio
2727
Koppelwellecoupling shaft
28a28a
Erstes Planetenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst planet gear of the first planetary gear set
28b28b
Zweites Planetenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond planet gear of the second planetary gear set
28c28c
Drittes Planetenrad der zweiten ÜbersetzungsstufeThird planet gear of the second gear stage
29a29a
Erster Planetenträger des ersten PlanetenradsatzesFirst planet carrier of the first planetary gear set
29b29b
Zweiter Planetenträger des zweiten PlanetenradsatzesSecond planet carrier of the second planetary gear set
29c29c
Dritter Planetenträger der zweiten ÜbersetzungsstufeThird planet carrier of the second gear ratio
3030
GehäuseHousing
3131
Drittes ZahnradThird gear
3232
Viertes ZahnradFourth gear
3333
Zweite Kettesecond chain

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102011079975 A1 [0002]DE 102011079975 A1 [0002]

Claims (12)

Antriebsstrang (1a) für ein Hybridfahrzeug (1), umfassend eine Brennkraftmaschine (2), mindestens eine elektrische Maschine (3) sowie eine Getriebeeinrichtung (4) mit einem Mehrganggetriebe (4a) und einem integralen Differential (4b), wobei das Mehrganggetriebe (4a) wenigstens mit der Brennkraftmaschine (2) antriebswirksam verbindbar ist und im Leistungsfluss vor dem Differential (4b) angeordnet ist, wobei das Differential (4b) mit zwei Planetenradsätzen (13a, 13b) ausgebildet ist, wobei jeder Planetenradsatz (13a, 13b) mit einer jeweiligen Abtriebswelle (5a, 5b) antriebswirksam verbunden ist, wobei das Mehrganggetriebe (4a), das Differential (4b) und die jeweilige Abtriebswelle (5a, 5b) dazu eingerichtet sind, koaxial zu einer Abtriebsachse (6) des Hybridfahrzeugs (1) angeordnet zu sein, wobei die Brennkraftmaschine (2) achsparallel zur Abtriebsachse (6) angeordnet und über zumindest eine erste Übersetzungsstufe (7) mit einer ersten Eingangswelle (8) der Getriebeeinrichtung (4) antriebswirksam verbindbar ist, wobei die Brennkraftmaschine (2) und die Getriebeeinrichtung (4) axial zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene (16) angeordnet sind, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes (13a) ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle (5b) übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes (13a) im zweiten Planetenradsatz (13b) derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle (5a) übertragbar ist.Drive train (1a) for a hybrid vehicle (1), comprising an internal combustion engine (2), at least one electric machine (3) and a transmission device (4) with a multi-speed transmission (4a) and an integral differential (4b), the multi-speed transmission (4a ) can be connected to at least the internal combustion engine (2) in a drivingly effective manner and is arranged in the power flow upstream of the differential (4b), the differential (4b) being designed with two planetary gear sets (13a, 13b), each planetary gear set (13a, 13b) having a respective output shaft (5a, 5b) is drivingly connected, wherein the multi-speed gearbox (4a), the differential (4b) and the respective output shaft (5a, 5b) are set up to be arranged coaxially to an output axle (6) of the hybrid vehicle (1). The internal combustion engine (2) is arranged axially parallel to the output shaft (6) and is driven by at least one first transmission stage (7) with a first input shaft (8) of the transmission device (4). can be effectively connected, with the internal combustion engine (2) and the transmission device (4) being arranged axially at least partially in a common plane (16), with a first output torque being able to be transmitted to the second output shaft (5b) by means of the first planetary gear set (13a), wherein a support torque of the first planetary gear set (13a) can be changed in the second planetary gear set (13b) such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the first output shaft (5a). Antriebsstrang (1a) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine elektrische Maschine (3) und die Brennkraftmaschine (2) gemeinsam mit einer zweiten Eingangswelle (9) der zumindest ersten Übersetzungsstufe (7) antriebswirksam verbindbar oder verbunden sind.Drive train (1a) after claim 1 , wherein the at least one electric machine (3) and the internal combustion engine (2) can be connected or are connected to a second input shaft (9) of the at least first transmission stage (7) in a drivingly effective manner. Antriebsstrang (1a) nach Anspruch 2, wobei die jeweilige elektrische Maschine (3) über zumindest eine zweite Übersetzungsstufe (12a) mit der Eingangswelle (9) antriebswirksam verbunden ist.Drive train (1a) after claim 2 , wherein the respective electrical machine (3) is drivingly connected to the input shaft (9) via at least one second transmission stage (12a). Antriebsstrang (1a) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine elektrische Maschine (3) im Leistungsfluss zwischen dem Mehrganggetriebe (4a) und dem Differential (4b) angeordnet ist.Drive train (1a) after claim 1 , wherein the at least one electric machine (3) is arranged in the power flow between the multi-speed transmission (4a) and the differential (4b). Antriebsstrang (1a) nach Anspruch 4, wobei die jeweilige elektrische Maschine (3) über zumindest eine zweite Übersetzungsstufe (12b) mit einer zwischen dem Mehrganggetriebe (4a) und dem Differential (4b) wirksam angeordneten Zwischenwelle (15) antriebswirksam verbunden ist.Drive train (1a) after claim 4 , wherein the respective electrical machine (3) is drivingly connected via at least a second transmission stage (12b) to an intermediate shaft (15) operatively arranged between the multi-speed transmission (4a) and the differential (4b). Antriebsstrang (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine (2) und der zumindest ersten Übersetzungsstufe (7) eine Kupplungseinheit (10) angeordnet ist.Drive train (1a) according to one of the preceding claims, wherein a clutch unit (10) is arranged in the power flow between the internal combustion engine (2) and the at least first transmission stage (7). Antriebsstrang (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine (2) und der zumindest ersten Übersetzungsstufe (7) ein Torsionsdämpfer (11) angeordnet ist.Drive train (1a) according to one of the preceding claims, wherein a torsion damper (11) is arranged in the power flow between the internal combustion engine (2) and the at least first transmission stage (7). Antriebsstrang (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Planetenradsätze (13a, 13b) axial nebeneinander angeordnet sind.Drive train (1a) according to one of the preceding claims, wherein the two planetary gear sets (13a, 13b) are arranged axially next to one another. Antriebsstrang (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die beiden Planetenradsätze (13a, 13b) radial übereinander angeordnet sind.Drive train (1a) according to one of Claims 1 until 7 , wherein the two planetary gear sets (13a, 13b) are arranged radially one above the other. Antriebsstrang (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mehrganggetriebe (4a) als Planetengetriebe mit wenigstens zwei Planetenradsätzen ausgebildet ist.Drive train (1a) according to one of the preceding claims, wherein the multi-speed gearbox (4a) is designed as a planetary gearbox with at least two planetary gear sets. Antriebsstrang (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mehrganggetriebe (4a) wenigstens ein Schaltelement (14) umfasst.Drive train (1a) according to one of the preceding claims, wherein the multi-speed transmission (4a) comprises at least one shifting element (14). Hybridfahrzeug (1), umfassend wenigstens einen Antriebsstrang (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.Hybrid vehicle (1), comprising at least one drive train (1a) according to one of Claims 1 until 11 .
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