DE102021201871A1 - Hybrid gear arrangement - Google Patents

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Fabian Kutter
Martin Brehmer
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Michael Wechs
Max Bachmann
Peter Ziemer
Ingo Pfannkuchen
Stefan Beck
Mladjan Radic
Christian Michel
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Abstract

Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit: einer ersten Welle (12) zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer Antriebsleistung, einer zweiten Welle (14), die mit einer ersten Elektromaschine (EM1) verbunden ist, einer dritten Welle (16) zum Ausgeben von Ausgangsleistung, einer vierten Welle (18), die achsparallel versetzt zu der dritten Welle (16) ist, einer fünften Welle (20), die über eine erste Kupplung (A) mit der ersten Welle (12) verbindbar ist, und einem ersten Planetenradsatz (PS1), der ein erstes Glied (S1), ein zweites Glied (H1) und ein drittes Glied (PT1) aufweist, wobei die zweite Welle (14) über eine zweite Kupplung (B) mit der ersten Welle (12) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (14) mit dem ersten Glied (S1) verbunden ist, wobei die fünfte Welle (20) mit dem zweiten Glied (H1) verbunden ist, und wobei die dritte Welle (16) mit dem dritten Glied (PT1) verbunden ist.Hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, having: a first shaft (12) for feeding in drive power from the internal combustion engine, a second shaft (14) which is connected to a first electric machine (EM1), a third shaft (16) for outputting output power, a fourth shaft (18), which is offset axially parallel to the third shaft (16), a fifth shaft (20), which can be connected to the first shaft (12) via a first clutch (A), and a first planetary gear set (PS1 ), which has a first member (S1), a second member (H1) and a third member (PT1), wherein the second shaft (14) can be connected to the first shaft (12) via a second clutch (B), wherein the second shaft (14) is connected to the first member (S1), the fifth shaft (20) is connected to the second member (H1), and the third shaft (16) is connected to the third member (PT1). .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Pkw, mit einer ersten Welle zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer Antriebsleistung, mit einer zweiten Welle, die mit einer ersten Elektromaschine verbunden ist, und mit einer dritten Welle zum Ausgeben von Ausgangsleistung sowie mit einem ersten Planetenradsatz, der drei Glieder aufweist und als Überlagerungsgetriebe dienen kann.The present invention relates to a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, in particular for a passenger car, with a first shaft for feeding in drive power from the internal combustion engine, with a second shaft, which is connected to a first electric machine, and with a third shaft for outputting output power as well with a first planetary gear set, which has three members and can serve as a superposition gear.

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

Bei Hybrid-Antriebssträngen wird zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Konzepten unterschieden, die jeweils eine unterschiedliche Anbindung der Elektromaschine an eine Getriebeanordnung des Hybrid-Antriebsstranges vorsehen.In the case of hybrid drive trains, a distinction is made between a large number of different concepts, each of which provides for a different connection of the electric machine to a transmission arrangement of the hybrid drive train.

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

In manchen Fällen wird die Elektromaschine über eine Vorübersetzung an eine Getriebeanordnung des Hybridgetriebes angebunden. Die Vorübersetzung kann eine Planetenradsatzanordnung beinhalten.In some cases, the electric machine is connected to a transmission arrangement of the hybrid transmission via a pre-transmission. The pre-ratio may include a planetary gear assembly.

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

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

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, wobei die Hybrid-Getriebeanordnung einen großen Funktionsumfang hat, axial kompakt baut und vorzugsweise gut vorne quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.Against this background, it is an object of the present invention to specify an improved hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, wherein the hybrid transmission arrangement has a large range of functions, is axially compact and can preferably be easily installed transversely at the front of a motor vehicle.

Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Welle zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer Antriebsleistung, mit einer zweiten Welle, die mit einer ersten Elektromaschine verbunden ist, mit einer dritten Welle zum Ausgeben von Ausgangsleistung, mit einer vierten Welle, die achsparallel versetzt zu der dritten Welle ist, mit einer fünften Welle, die über eine erste Kupplung mit der ersten Welle verbindbar ist, und mit einem ersten Planetenradsatz, der ein erstes Glied, ein zweites Glied und ein drittes Glied aufweist, wobei die zweite Welle über eine zweite Kupplung mit der ersten Welle verbindbar ist, wobei die zweite Welle mit dem ersten Glied verbunden ist, wobei die fünfte Welle mit dem zweiten Glied verbunden ist und wobei die dritte Welle mit dem dritten Glied verbunden ist.The above object is achieved by a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, with a first shaft for feeding in drive power from the internal combustion engine, with a second shaft that is connected to a first electric machine, with a third shaft for outputting output power, with a fourth shaft , which is offset axially parallel to the third shaft, with a fifth shaft, which can be connected to the first shaft via a first clutch, and with a first planetary gear set, which has a first member, a second member and a third member, the second Shaft is connectable to the first shaft via a second clutch, the second shaft being connected to the first member, the fifth shaft being connected to the second member and the third shaft being connected to the third member.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung der oben genannten Art sind Verbindungen zwischen Wellen vorzugsweise durch Stirnradsätze realisiert. Die Hybrid-Getriebeanordnung bildet folglich ein Hybrid-Getriebe in Mischbauweise, das wenigstens einen Planetenradsatz und mehrere Stirnradstufen beinhaltet. Vorzugsweise lassen sich mit der Hybrid-Getriebeanordnung wenigstens zwei, vorzugsweise genau drei Verbrennungsmotor-Gangstufen einrichten sowie wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder mehr Elektro-Gangstufen. Zudem ist es mit der Hybrid-Getriebeanordnung vorzugsweise möglich, einen elektrodynamischen Anfahrvorgang durchzuführen, bei dem der erste Planetenradsatz als Überlagerungsgetriebe verwendet wird (EDA). Da ein elektrodynamisches Anfahren möglich ist, weist die Hybrid-Getriebeanordnung vorzugsweise keine separate Anfahrkupplung (Reibkupplung) auf, obgleich eine solche zur Erweiterung des Funktionsumfanges auch vorgesehen sein kann.In the hybrid transmission arrangement of the type mentioned above, connections between shafts are preferably realized by spur gear sets. The hybrid transmission arrangement consequently forms a hybrid transmission of mixed construction, which includes at least one planetary gear set and a plurality of spur gear stages. Preferably, at least two, preferably exactly three internal combustion engine gears and at least one, preferably two or more electric gears can be set up with the hybrid transmission arrangement. In addition, it is preferably possible with the hybrid transmission arrangement to carry out an electrodynamic starting process in which the first planetary gear set is used as a superimposed transmission (EDA). Since electrodynamic starting is possible, the hybrid transmission arrangement preferably does not have a separate starting clutch (friction clutch), although one can also be provided to expand the range of functions.

Auch ist vorzugsweise ein Laden in Neutral möglich, bei dem über die erste Welle verbrennungsmotorische Antriebsleistung eingespeist wird und die erste Elektromaschine generatorisch betrieben wird, um eine Batterie zu laden, und zwar vorzugsweise auch im Stand und in Neutral.Charging in neutral is also preferably possible, in which drive power from the internal combustion engine is fed in via the first shaft and the first electric machine is operated as a generator in order to charge a battery, preferably also when the vehicle is stationary and in neutral.

Die Hybrid-Getriebeanordnung weist vorzugsweise keine separate Rückwärts-Gangstufe auf. Die Hybrid-Getriebeanordnung ist vorzugsweise auf einer Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet, was bedeutet, dass wenigstens eine Achse der Hybrid-Getriebeanordnung koaxial zu der Radachse (Abtriebswellen) ausgerichtet ist.The hybrid transmission arrangement preferably does not have a separate reverse gear stage. The hybrid transmission arrangement is preferred arranged on a wheel axle of the motor vehicle, which means that at least one axis of the hybrid transmission arrangement is aligned coaxially with the wheel axle (output shafts).

Ferner sind bei der Hybrid-Getriebeanordnung vorzugsweise Lastschaltungen möglich, also Schaltungen zwischen Gangstufen, ohne dass eine Zugkraftunterbrechung stattfindet.Furthermore, in the case of the hybrid transmission arrangement, power shifts are preferably possible, that is to say shifts between gears, without an interruption in traction taking place.

Die Hybrid-Getriebeanordnung kann mit wenigen Radialebenen realisiert werden, so dass eine axial kompakte Bauweise möglich ist. Auch weist die Hybrid-Getriebeanordnung vorzugsweise neben einer Achse zur Anbindung an den Verbrennungsmotor nur zwei weitere Achsen auf, von denen eine vorzugsweise koaxial zu Abtriebswellen angeordnet ist.The hybrid transmission arrangement can be implemented with few radial planes, so that an axially compact design is possible. In addition to an axis for connection to the internal combustion engine, the hybrid transmission arrangement preferably has only two further axes, one of which is preferably arranged coaxially with the output shafts.

Eine Verbindung zwischen der ersten Welle und einer Welle, die koaxial zu der Achse der Abtriebswellen ist, erfolgt vorzugsweise über ein Zugmittel, insbesondere über einen Kettentrieb. Hierdurch kann eine vergleichsweise große Distanz zwischen diesen Achsen eingerichtet werden, und es kann eine angemessene Übersetzungsanpassung erfolgen.A connection between the first shaft and a shaft, which is coaxial to the axis of the output shafts, preferably takes place via a traction mechanism, in particular via a chain drive. This allows a comparatively large distance to be set up between these axes and an appropriate ratio adjustment to be made.

Vorzugsweise beinhaltet die Hybrid-Getriebeanordnung ferner wenigstens eine zweite Elektromaschine, die insbesondere als Hochvoltstartergenerator ausgebildet sein kann und die vorzugsweise mit der ersten Welle verbunden ist.Preferably, the hybrid transmission arrangement also contains at least one second electric machine, which can be designed in particular as a high-voltage starter generator and which is preferably connected to the first shaft.

Auch ist die dritte Welle vorzugsweise über einen zweiten Planetenradsatz mit einem Eingangsglied eines Differentials verbunden. Das Differential kann ein Kugeldifferential, ein Stirnraddifferential, ein Planetenraddifferential oder dergleichen sein.Also, the third shaft is preferably connected to an input member of a differential via a second planetary gear set. The differential may be a ball differential, a spur gear differential, a planetary gear differential, or the like.

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

  • Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen, insbesondere miteinander kämmen. Die Zahnräder weisen vorzugsweise jeweils eine Stirnverzahnung auf, sind vorzugsweise in einer radialen Ebene angeordnet und sind vorzugsweise jeweils einer anderen Welle zugeordnet. Die Zahnräder der Radpaarung können zwei Festräder sein (sog. Konstanten-Radsatz). Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad (siehe unten) sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Gangstufe (siehe unten) definieren.
In the context of the present disclosure, the following terms can be understood in particular as follows:
  • A pair of wheels contains exactly two gears that mesh with one another, in particular that mesh with one another. The gear wheels preferably each have face teeth, are preferably arranged in a radial plane and are preferably each associated with a different shaft. The gears of the gear pair can be two fixed gears (so-called constant gear set). In a switchable pair of wheels, the two gears can be a fixed wheel and a loose wheel (see below), which preferably together define a gear (see below).

Ein Radsatz (Stirnradsatz) beinhaltet wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende (insbesondere kämmende) Zahnräder, und kann eine oder mehrere Radpaarungen beinhalten, die vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Radsatzebene liegen. Sofern ein Radsatz ein Festrad aufweist, das mit zwei unterschiedlichen Zahnrädern in Eingriff steht, auch von einer Doppelnutzung des Festrades. Generell kann ein Radsatz auch ein Planetenradsatz sein.A gear set (spur gear set) contains at least two mutually meshing (in particular meshing) gears, and can contain one or more gear pairs, which preferably lie in a common radial gear set plane. If a wheelset has a fixed wheel that meshes with two different gears, this also means that the fixed wheel can be used twice. In general, a gear set can also be a planetary gear set.

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

Eine Kupplung dient zum Verbinden oder Lösen von Gliedern, wie einem Losrad und einer Welle, und ist vorliegend insbesondere durch eine Schaltkupplung gebildet, insbesondere eine formschlüssige Schaltkupplung wie eine Klauenkupplung. Die Kupplung kann jedoch auch eine Reibkupplung sein, oder eine formschlüssige Synchro-Schaltkupplung. Der Begriff der Kupplung ist gleichzusetzen mit dem Begriff eines Schaltelementes.A clutch serves to connect or release members, such as a loose wheel and a shaft, and in the present case is formed in particular by a shifting clutch, in particular a positive-locking shifting clutch such as a claw clutch. However, the clutch can also be a friction clutch or a positive synchro shift clutch. The concept of the clutch can be equated with the concept of a switching element.

Ein Doppelelement beinhaltet zwei Kupplungen, die vorzugsweise unterschiedlichen Gliedern zugeordnet sind und die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ schaltbar sind. Ferner beinhaltet das Doppelelement vorzugsweise eine Neutralstellung, in der keine der beiden Kupplungen geschaltet ist.A double element includes two clutches which are preferably assigned to different members and which can be switched alternatively by means of a single actuating device. Furthermore, the double element preferably includes a neutral position in which neither of the two clutches is engaged.

Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. Der Begriff „verbunden“ ist gleichzusetzen mit „wirkverbunden“. Unter einer „drehfesten Verbindung“ ist zu verstehen, dass die zwei Glieder mit der gleichen Drehzahl drehen. Zwei Glieder sind dann verbindbar, wenn sie entweder miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden können. Vorzugsweise sind die zwei Glieder mittels einer Kupplung oder einer Bremse miteinander verbindbar.Two relatively rotatable members are connected when they are positively rotating at a proportional speed. The term "connected" is synonymous with "effectively connected". A "rotational connection" means that the two links rotate at the same speed. Two members are connectable if they can either be connected or disconnected from each other. The two members can preferably be connected to one another by means of a clutch or a brake.

Zwei Elemente sind axial ausgerichtet, wenn sie sich in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen und/oder wenn sie in einer gemeinsamen Radialebene liegen. Der Begriff der Radialebene ist vorzugsweise funktional zu verstehen und nicht geometrisch. Folglich können auch zwei Kupplungen eines Doppelelementes in einer gemeinsamen Radialebene liegen.Two elements are axially aligned if they at least partially overlap in the axial direction and/or if they lie in a common radial plane. The term radial plane is preferably to be understood functionally and not geometrically. Consequently, two clutches of a double element can also lie in a common radial plane.

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

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle mit einer sechsten Welle verbunden, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist die sechste Welle vorzugsweise mit einer siebten Welle verbunden.According to a preferred embodiment, the first shaft is connected to a sixth shaft, which is preferably arranged coaxially to the third shaft. Alternatively or in addition to this the sixth shaft is preferably connected to a seventh shaft.

Die erste Welle und die sechste Welle sind vorzugsweise über ein erstes Zugmittel miteinander verbunden, können jedoch auch über einen Stirnradsatz verbunden sein.The first shaft and the sixth shaft are preferably connected to one another via a first traction mechanism, but can also be connected via a set of spur gears.

Die sechste Welle ist mit der siebten Welle vorzugsweise über einen dritten Stirnradsatz verbunden, der vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite des ersten Zugmittels angeordnet ist.The sixth shaft is preferably connected to the seventh shaft via a third set of spur gears, which is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft.

Vorteilhaft ist es hierbei ferner, wenn die sechste Welle über eine dritte Kupplung mit der dritten Welle verbindbar ist und/oder wenn die siebte Welle koaxial zu der vierten Welle angeordnet ist.It is also advantageous here if the sixth shaft can be connected to the third shaft via a third clutch and/or if the seventh shaft is arranged coaxially to the fourth shaft.

Über die dritte Kupplung kann die erste Welle vorzugsweise mit der dritten Welle so verbunden werden, dass eine reine Verbrennungsmotor-Gangstufe über die dritte Kupplung eingerichtet werden kann.The first shaft can preferably be connected to the third shaft via the third clutch in such a way that a pure internal combustion engine gear can be set up via the third clutch.

An der sechsten Welle sind vorzugsweise ein Rad (wie beispielsweise ein Kettenrad) zur Verbindung mit der ersten Welle und ein weiteres Zahnrad zur Verbindung mit der siebten Welle angeordnet.The sixth shaft preferably has a gear (such as a sprocket) for connection to the first shaft and another gear for connection to the seventh shaft.

Die dritte Kupplung ist vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite des ersten Zugmittels und vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite eines Stirnradsatzes angeordnet, der die sechste Welle und die siebte Welle miteinander verbindet.The third clutch is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft and preferably on an axial side of a spur gearset opposite the second shaft, which connects the sixth shaft and the seventh shaft to one another.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle im Bereich von einem ersten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist die zweite Welle vorzugsweise im Bereich von einem zweiten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet.According to another embodiment that is preferred overall, the first shaft is arranged in the area of a first axial end of the hybrid transmission arrangement. As an alternative or in addition to this, the second shaft is preferably arranged in the area of a second axial end of the hybrid transmission arrangement.

Die Formulierung, dass die Wellen im Bereich eines jeweiligen axialen Endes der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet ist, soll nicht bedeuten, dass die jeweilige Welle bis zum äußersten axialen jeweiligen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung reichen muss. Damit soll vielmehr ausgedrückt werden, dass die erste Welle und die zweite Welle vorzugsweise im Bereich unterschiedlicher axialer Enden angeordnet sind, derart, dass dazwischen wenigstens eine Stirnradsatzebene und wenigstens eine Kupplungsebene angeordnet sind.The wording that the shaft is arranged in the area of a respective axial end of the hybrid transmission arrangement is not intended to mean that the respective shaft has to extend to the outermost axial end of the hybrid transmission arrangement. Rather, this is intended to express the fact that the first shaft and the second shaft are preferably arranged in the area of different axial ends, such that at least one spur gear set plane and at least one clutch plane are arranged between them.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Planetenradsatz in axialer Richtung entweder zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet ist oder wenn der erste Planetenradsatz auf einer der ersten Welle gegenüberliegenden axialen Seite einer Radialebene angeordnet ist, über die die erste Elektromaschine mit der zweiten Welle verbunden ist.Furthermore, it is advantageous if the first planetary gear set is arranged in the axial direction either between the first shaft and the second shaft or if the first planetary gear set is arranged on an axial side of a radial plane opposite the first shaft, over which the first electric machine with the second shaft connected is.

Mit anderen Worten kann der erste Planetenradsatz in axialer Richtung beispielsweise zwischen einer Radialebene, über die die erste Welle und die sechste Welle verbunden ist, und einer Radialebene angeordnet sein, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Alternativ kann der erste Planetenradsatz zwischen einer Radialebene, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind, und einer Konstant-Übersetzung bzw. Vorübersetzung angeordnet sein, über die die dritte Welle mit einem Ausgleichsgetriebe (ifferential) zum Verteilen von Antriebsleistung verbunden ist.In other words, the first planetary gear set can be arranged in the axial direction, for example, between a radial plane via which the first shaft and the sixth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected. Alternatively, the first planetary gear set can be arranged between a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected, and a constant transmission or pre-transmission, via which the third shaft is connected to a differential gear (ifferential) for distributing drive power.

Die oben genannten Maßnahmen tragen sämtlich zu einer axial kompakten Bauweise bei, und ggf. dazu, dass die Hybrid-Getriebeanordnung mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten kann.The measures mentioned above all contribute to an axially compact design and possibly to the fact that the hybrid transmission arrangement can work with a high level of efficiency.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwei Glieder von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes mittels einer vierten Kupplung miteinander verbindbar. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn ein Glied von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes mittels einer fünften Kupplung an einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung festlegbar ist.In a further preferred embodiment, two members of the first to third members of the first planetary gear set can be connected to one another by means of a fourth clutch. As an alternative or in addition to this, it is preferred if a member of the first to third members of the first planetary gear set can be fixed to a housing of the hybrid transmission arrangement by means of a fifth clutch.

Die vierte Kupplung kann dazu verwendet werden, um den ersten Planetenradsatz zu verblocken. In diesem Fall kann vorzugsweise ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine eingerichtet werden. Sofern sowohl die vierte Kupplung als auch die fünfte Kupplung vorhanden sind, lassen sich zudem zwei Elektro-Gangstufen zum Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine einrichten. Sofern nur die vierte Kupplung vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn die hierüber eingerichtete Elektro-Gangstufe für den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist.The fourth clutch can be used to lock up the first planetary gear set. In this case, a purely electromotive driving mode can preferably be set up by means of the first electric machine. If both the fourth clutch and the fifth clutch are present, two electric gears can also be set up for driving using the first electric machine. If only the fourth clutch is provided, it is preferred if the electric gear stage set up here is designed for the entire speed range of the motor vehicle.

Vorteilhaft ist es, wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung koaxial zu dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist bzw. sind und/oder wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung in axialer Richtung zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet sind.It is advantageous if the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged coaxially with the first planetary gear set and/or if the fourth clutch and/or the fifth clutch are arranged in the axial direction between the first shaft and the second shaft .

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die vierte Kupplung und die fünfte Kupplung als Doppelelement ausgebildet, das mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung betätigbar ist, derart, dass entweder die vierte Kupplung oder die fünfte Kupplung oder eine Neutralposition eingerichtet ist, bei der weder die vierte noch die fünfte Kupplung geschaltet ist.In a preferred embodiment, the fourth clutch and the fifth clutch are designed as a double element which can be actuated by means of a single actuating device in such a way that either the fourth clutch or the fifth clutch or a neutral position is set up in which neither the fourth nor the fifth clutch is engaged.

Die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung ist bzw. sind vorzugsweise zwischen einer Radialebene, über die die erste Welle und die sechste Welle verbunden sind, und einer Radialebene angeordnet, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung zwischen einer Ebene, über die die fünfte Welle und die achte Welle verbunden sind, und einer Radialebene angeordnet ist bzw. sind, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Alternativ hierzu können die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung in axialer Richtung zwischen der Radialebene, über die die fünfte Welle und die achte Welle verbunden sind, und einer Radialebene angeordnet sein, über die die erste Welle und die sechste Welle miteinander verbunden sind.The fourth clutch and/or the fifth clutch is or are preferably arranged between a radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected, and a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected. It is particularly preferred if the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged between a plane via which the fifth shaft and the eighth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected are. As an alternative to this, the fourth clutch and/or the fifth clutch can be arranged in the axial direction between the radial plane via which the fifth shaft and the eighth shaft are connected and a radial plane via which the first shaft and the sixth shaft are connected to one another.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die fünfte Welle mit einer achten Welle verbunden, die koaxial zu der vierten Welle angeordnet ist. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise über einen ersten Stirnradsatz, der vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten Planetenradsatz und der Radialebene angeordnet ist, über die die erste Welle und die sechste Welle miteinander verbunden sind.According to a further overall preferred embodiment, the fifth shaft is connected to an eighth shaft which is arranged coaxially to the fourth shaft. The connection is preferably made via a first spur gear set, which is preferably arranged in the axial direction between the first planetary gear set and the radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected to one another.

Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn die fünfte Welle koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist. Die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung sind vorzugsweise am Außenumfang der fünften Welle gelagert. In einer Alternative sind die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung an einem Außenumfang der dritten Welle gelagert.As an alternative or in addition to this, it is preferred if the fifth shaft is arranged coaxially to the third shaft. The fourth clutch and/or the fifth clutch are preferably mounted on the outer circumference of the fifth shaft. In an alternative, the fourth clutch and/or the fifth clutch are mounted on an outer circumference of the third shaft.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Welle koaxial zu der dritten Welle angeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn die zweite Welle mit der vierten Welle verbunden ist.According to a further overall preferred embodiment, the second shaft is arranged coaxially to the third shaft. As an alternative or in addition to this, it is preferred if the second shaft is connected to the fourth shaft.

Die Verbindung der zweiten Welle mit der vierten Welle erfolgt vorzugsweise über einen zweiten Stirnradsatz, der vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten Planetenradsatz und weiteren Stirnradsätzen der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der zweite Stirnradsatz unmittelbar benachbart zu dem ersten Planetenradsatz angeordnet, und zwar in axialer Richtung gesehen.The second shaft is preferably connected to the fourth shaft via a second spur gear set, which is preferably arranged in the axial direction between the first planetary gear set and further spur gear sets of the hybrid transmission arrangement. The second spur gear set is preferably arranged immediately adjacent to the first planetary gear set, as viewed in the axial direction.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der zweite Stirnradsatz auf einer den anderen Stirnradsätzen der Hybrid-Getriebeanordnung abgewandten axialen Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet.In an alternative embodiment, the second spur gearset is arranged on an axial side of the first planetary gearset that faces away from the other spur gearsets of the hybrid transmission arrangement.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Kupplung und die zweite Kupplung koaxial zu der vierten Welle angeordnet sind und/oder wenn die erste Kupplung und die zweite Kupplung als Doppelelement ausgebildet sind.Furthermore, it is advantageous if the first clutch and the second clutch are arranged coaxially to the fourth shaft and/or if the first clutch and the second clutch are designed as a double element.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Elektromaschine koaxial zu einer neunten Welle angeordnet, die mit der zweiten Welle verbunden ist. Die Verbindung kann über einen Stirnradsatz erfolgen, der ggf. Zahnräder an der neunten Welle bzw. an der zweiten Welle und ggf. ein oder mehrere Zwischenzahnräder beinhaltet. Die Verbindung kann jedoch auch über ein zweites Zugmittel erfolgen.According to a further preferred embodiment, the first electric machine is arranged coaxially to a ninth shaft, which is connected to the second shaft. The connection can be made via a set of spur gears, which may contain gears on the ninth shaft or on the second shaft and, if necessary, one or more intermediate gears. However, the connection can also be made via a second traction mechanism.

Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn die erste Elektromaschine axial mit wenigstens einem Radsatz der Hybrid-Getriebeanordnung und/oder mit der ersten Welle überlappt. Die erste Elektromaschine kann mit dem ersten Planetenradsatz axial überlappen, kann jedoch auch auf einer dem ersten Planetenradsatz axial gegenüberliegenden Seite einer Radialebene angeordnet sein, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle miteinander verbunden sind.As an alternative or in addition to this, it is preferred if the first electric machine overlaps axially with at least one wheel set of the hybrid transmission arrangement and/or with the first shaft. The first electric machine can overlap axially with the first planetary gear set, but can also be arranged on a side of a radial plane axially opposite the first planetary gear set, via which the first electric machine and the second shaft are connected to one another.

Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn eine zweite Elektromaschine koaxial zu einer zehnten Welle angeordnet ist, die mit der ersten Welle verbunden ist oder die über eine siebte Kupplung mit der ersten Welle verbindbar ist.Furthermore, it is advantageous overall if a second electric machine is arranged coaxially to a tenth shaft, which is connected to the first shaft or which can be connected to the first shaft via a seventh clutch.

Die zweite Elektromaschine hat vorzugsweise eine deutlich kleinere Leistung als die erste Elektromaschine. Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise als Hochvoltstartergenerator ausgebildet.The second electric machine preferably has a significantly lower power than the first electric machine. The second electric machine is preferably designed as a high-voltage starter generator.

Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise im Betrieb immer mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Mit der zweiten Elektromaschine lassen sich folglich vorzugsweise folgende Funktionen abdecken: ein Start des Verbrennungsmotors aus einer rein elektrischen Fahrt bei Antrieb durch die erste Elektromaschine; eine Bordnetzversorgung; ein serielles Kriechen und Fahren vorwärts/rückwärts; Unterstützung einer Verbrennungsmotor-Drehzahlregelung beim Ankoppeln und bei Schaltungen zwischen Gangstufen. Die zweite Elektromaschine kann beim Entlasten der Kupplungen unterstützen, indem die zweite Elektromaschine generatorisch arbeitet. Der erzeugte Strom kann von der ersten Elektromaschine zur Zugkraftunterstützung genutzt werden.The second electric machine is preferably always connected to the internal combustion engine during operation. The following functions can therefore preferably be covered with the second electric machine: starting the internal combustion engine from a purely electric drive when driven by the first electric machine; an on-board power supply; a serial crawling and driving forward/backward; Engine speed control support when docking and shifting between gears. The second electric machine can assist in relieving the clutches by the second electric machine working as a generator. The electricity generated can be used by the first electric machine for traction support.

Die zweite Elektromaschine kann über einen Stirnradsatz mit der ersten Welle verbunden sein oder kann über ein drittes Zugmittel mit der ersten Welle verbunden sein. Generell ist es auch denkbar, die zweite Elektromaschine koaxial zu der ersten Welle anzuordnen.The second electric machine can be connected to the first shaft via a spur gear set or can be connected to the first shaft via a third traction mechanism. In general, it is also conceivable to arrange the second electric machine coaxially with the first shaft.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die dritte Welle über eine Konstant-Übersetzung mit einem Eingangsglied eines Ausgleichsgetriebes zum Verteilen von Antriebsleistung verbunden ist.Furthermore, it is advantageous if the third shaft is connected via a constant transmission to an input element of a differential gear for distributing drive power.

Die Konstant-Übersetzung kann durch Stirnradstufen realisiert sein.The constant translation can be realized by spur gears.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Konstant-Übersetzung einen zweiten Planetenradsatz aufweist. Der zweite Planetenradsatz weist in diesem Fall vorzugsweise eine gehäusefeste Anbindung von einem Glied auf, so dass der zweite Planetenradsatz immer verblockt ist. Vorzugsweise ist das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes an ein Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung angebunden. Der zweite Planetenradsatz kann ein Minus- und ein Plusplanetensatz sein, es sind jedoch auch Planetensätze mit Stufenplaneten möglich.It is particularly advantageous if the constant transmission has a second planetary gear set. In this case, the second planetary gearset preferably has a link fixed to the housing, so that the second planetary gearset is always blocked. The ring gear of the second planetary gear set is preferably connected to a housing of the hybrid transmission arrangement. The second planetary gear set can be a minus and a plus planetary gear set, but planetary gear sets with stepped planetary gears are also possible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgleichsgetriebe koaxial zu der dritten Welle angeordnet. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn eine von zwei Abtriebswellen des Ausgleichsgetriebes sich in axialer Richtung durch die Hybrid-Getriebeanordnung hindurch erstreckt, derart, dass die eine Abtriebswelle als Innenwelle ausgebildet ist und die dritte Welle als Hohlwelle.According to a further preferred embodiment, the differential gear is arranged coaxially to the third shaft. In this case it is preferred if one of two output shafts of the differential gear extends in the axial direction through the hybrid transmission arrangement such that one output shaft is designed as an inner shaft and the third shaft as a hollow shaft.

Vorzugsweise ist die dritte Welle mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist vorzugsweise mit einem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes verbunden, das, wie oben erläutert, ein Differential üblicher Art sein kann.Preferably, the third shaft is connected to a sun gear of the second planetary gear set. The planet carrier of the second planetary gear set is preferably connected to an input member of the differential gear which, as explained above, can be a conventional type differential.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Konstant-Übersetzung in axialer Richtung zwischen der dritten Welle und dem Ausgleichsgetriebe angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der zweite Planetenradsatz in axialer Richtung zwischen dem Ausgleichsgetriebe und dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the constant transmission is arranged in the axial direction between the third shaft and the differential gear. It is particularly preferred if the second planetary gear set is arranged in the axial direction between the differential gear and the first planetary gear set.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle mit einem Ausgangsglied einer sechsten Kupplung verbunden, in deren Eingangsglied verbrennungsmotorische Leistung einspeisbar ist.According to a further preferred embodiment, the first shaft is connected to an output member of a sixth clutch, into the input member of which internal combustion engine power can be fed.

Die sechste Kupplung kann eine Klauenkupplung sein, kann jedoch auch eine Reibkupplung sein. Mit der sechsten Kupplung ist es bevorzugt möglich, einen Verbrennungsmotor von der Hybrid-Getriebeanordnung abzutrennen, insbesondere auch von der zweiten Elektromaschine. Die Verwendung einer Reibkupplung kann vorteilhaft sein, da diese auch unter Last öffnen kann, z.B. bei einer Vollbremsung oder einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors. Ferner kann eine derartige Reibkupplung auch unter Differenzdrehzahl geschlossen werden, so dass ein sogenannter Schwungstart des Verbrennungsmotors möglich ist.The sixth clutch can be a dog clutch, but can also be a friction clutch. With the sixth clutch, it is preferably possible to separate an internal combustion engine from the hybrid transmission arrangement, in particular also from the second electric machine. The use of a friction clutch can be advantageous because it can also open under load, e.g. in the event of emergency braking or a malfunction of the combustion engine. Furthermore, such a friction clutch can also be closed when the speed differs, so that a so-called momentum start of the internal combustion engine is possible.

Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn die Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung zumindest überwiegend, vorzugsweise sämtlich als Klauenkupplungen ausgebildet sind.Overall, it is also advantageous if the clutches of the hybrid transmission arrangement are at least predominantly, preferably all, designed as claw clutches.

Dabei kann die sechste Kupplung hiervon ausgenommen sein, wie oben erläutert.The sixth clutch can be excluded from this, as explained above.

Durch die Ausgestaltung mit mehreren Stirnradsätzen und einem Planetenradsatz ist es möglich, dennoch sämtliche Schaltungen als Lastschaltungen durchzuführen, und auch eine Anbindung an den Verbrennungsmotor in allen Verbrennungsmotor-Gangstufen und Hybrid-Gangstufen unter Last durchzuführen.The design with several spur gear sets and a planetary gear set makes it possible to carry out all shifts as load shifts, and also to carry out a connection to the internal combustion engine in all internal combustion engine gears and hybrid gears under load.

Derartige Lastschaltverfahren beinhalten bei sog. abtriebsgestützten Schaltungen, dass die erste Elektromaschine mit einer festen Übersetzung zum Abtrieb hin verbunden ist und die Zugkraft alleine elektromotorisch abstützen kann, während der Verbrennungsmotor im Hintergrund eine lastfreie Schaltung ausführt, ähnlich wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe.In the case of so-called output-supported gearshifts, such load-shifting methods involve the first electric machine being connected to the output with a fixed transmission ratio and being able to support the tractive force solely by means of an electric motor, while the combustion engine carries out a no-load shift in the background, similar to an automated manual transmission.

Es versteht sich, dass auch bekannte Hybridfunktionen wie Motorstart, Lastpunktverschiebung und Rekuperation möglich sind.It goes without saying that familiar hybrid functions such as starting the engine, shifting the load point and recuperation are also possible.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung befindet sich ein erstes Zugmittel zur Verbindung der ersten Welle und der sechsten Welle vorzugsweise im Bereich eines Getriebeeingangs bzw. direkt benachbart zu einem Ausgang des Verbrennungsmotors. An der ersten Welle kann sich zusätzlich ein Schwingungstilger oder dergleichen befinden, sowie zusätzlich ein Zahnrad zur Anbindung einer zweiten Elektromaschine und optional eine sechste Kupplung zur Abkopplung des Verbrennungsmotors vom Getriebe. Die sechste Kupplung ist jedoch generell nicht notwendig, da zum rein elektrischen Fahren mittels der ersten Elektromaschine die Hybrid-Getriebeanordnung in eine Neutralposition geschaltet werden kann, bei der die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die dritte Kupplung geöffnet sind.In the case of the hybrid transmission arrangement, a first traction means for connecting the first shaft and the sixth shaft is preferably located in the area of a transmission input or directly adjacent to an output of the internal combustion engine. A vibration damper or the like can also be located on the first shaft, as well as an additional gear wheel for connecting a second electric machine and optionally a sixth clutch for decoupling the combustion engine from the transmission. However, the sixth clutch is generally not necessary since the hybrid transmission arrangement can be switched to a neutral position for purely electric driving by means of the first electric machine, in which the first clutch, the second clutch and the third clutch are open.

Vorzugsweise befindet sich auf einer dem ersten Planetenradsatz gegenüberliegenden axialen Seite des dritten Stirnradsatzes eine Radialebene mit dem dritten Schaltelement.A radial plane with the third shifting element is preferably located on an axial side of the third spur gearset that is opposite the first planetary gearset.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die axiale Reihenfolge von Elementen der Hybrid-Getriebeanordnung ausgehend von einem Getriebeeingang Folgende: Radialebene mit dritter Schaltkupplung, Radialebene mit drittem Stirnradsatz, Radialebene mit erstem Zugmittel, Radialebene mit erstem Stirnradsatz, Radialebene mit erstem Zugmittel, optional Radialebene mit vierter und fünfter Kupplung, Radialebene mit erstem Stirnradsatz, Radialebene mit erster und zweiter Kupplung und optional mit vierter und fünfter Kupplung, Radialebene mit zweitem Stirnradsatz und Verbindung zur ersten Elektromaschine, erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, Ausgleichsgetriebe.In a preferred embodiment, the axial sequence of elements of the hybrid transmission arrangement, starting from a transmission input, is as follows: radial plane with third clutch, radial plane with third spur gear set, radial plane with first traction mechanism, radial plane with first spur gear set, radial plane with first traction mechanism, optionally radial plane with fourth and Fifth clutch, radial plane with first spur gear set, radial plane with first and second clutch and optionally with fourth and fifth clutch, radial plane with second spur gear set and connection to the first electric machine, first planetary gear set, second planetary gear set, differential.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Leistungsflussdiagramm einer Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 2 eine schematische Ansicht entlang einer Längsachse eines Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Einbaulage einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 4 eine Schalttabelle von Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung der 3;
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 6 eine Schalttabelle für Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung der 5;
  • 7 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung mit einer sechsten Reibkupplung;
  • 8 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung mit einer sechsten Reibkupplung;
  • 9 eine Schalttabelle der Hybrid-Getriebeanordnungen der 7 und 8;
  • 10 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 11 eine Schalttabelle von Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung der 10;
  • 12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 14 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 16 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 17 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung;
  • 18 eine Schalttabelle mit Kupplungen einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung.
  • 19 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der Hybrid-Getriebeanordnungen der 16 und 17.
  • 20 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
  • 1 a schematic power flow diagram of an embodiment of a hybrid transmission assembly;
  • 2 a schematic view along a longitudinal axis of a motor vehicle to explain the installation position of a hybrid transmission arrangement;
  • 3 a schematic representation of an embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 4 a switching table of clutches of the hybrid transmission arrangement 3 ;
  • 5 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 6 a switching table for clutches of the hybrid transmission arrangement 5 ;
  • 7 a partial view of another embodiment of a hybrid transmission assembly with a sixth friction clutch;
  • 8th a partial view of another embodiment of a hybrid transmission assembly with a sixth friction clutch;
  • 9 a switching table of the hybrid transmission assemblies of 7 and 8th ;
  • 10 a partial view of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
  • 11 a switching table of clutches of the hybrid transmission arrangement 10 ;
  • 12 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 13 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 14 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 15 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 16 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 17 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • 18 a shift table with clutches of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement.
  • 19 a schematic representation of a modification of the hybrid transmission assemblies 16 and 17 .
  • 20 a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement.

In 1 ist ein Leistungsflussdiagramm einer Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10 gezeigt.In 1 1, a power flow diagram of one embodiment of a hybrid transmission assembly 10 is shown.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 weist einen ersten Leistungs-Einspeisepunkt (erste Welle 12) auf, über den Verbrennungsmotorleistung in die Hybrid-Getriebeanordnung 10 einspeisbar ist. Die erste Welle 12 kann direkt mit einem Verbrennungsmotor verbunden sein, oder über eine Kupplung K0, wie es in 1 gestrichelt angedeutet ist.The hybrid transmission arrangement 10 has a first power feed point (first shaft 12) via which the internal combustion engine power can be fed into the hybrid transmission arrangement 10. The first shaft 12 can be connected directly to an internal combustion engine, or via a clutch K0, as is shown in 1 is indicated by dashed lines.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner eine erste Elektromaschine EM1, die mit einem zweiten Leistungs-Einspeisepunkt (zweite Welle 14) verbunden ist.The hybrid transmission assembly 10 further includes a first electric machine EM1 connected to a second power feed point (second shaft 14).

Ferner weist die Hybrid-Getriebeanordnung 10 einen Planetenradsatz PS1 auf. Die erste Welle 12 ist über eine erste Kupplung A mit einem ersten Glied des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden. Ferner ist die erste Welle 12 über eine zweite Kupplung B mit einem zweiten Glied des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden. Mit dem zweiten Glied ist auch die zweite Welle 14 verbunden.Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 has a planetary gear set PS1. The first shaft 12 is connected via a first clutch A to a first member of the first planetary gear set PS1. Furthermore, the first shaft 12 is connected via a second clutch B to a second member of the first planet wheel set PS1. The second shaft 14 is also connected to the second member.

Das dritte Glied des ersten Planetenradsatzes PS1 ist mit einer dritten Welle 16 verbunden, über die Antriebsleistung ausgegeben wird. Die erste Welle 12 ist über eine dritte Kupplung C mit der dritten Welle 16 verbunden. Ferner sind zwei Glieder (erstes und drittes Glied) des ersten Planetenradsatzes PS2 über eine vierte Kupplung D miteinander verbindbar, um den ersten Planetenradsatz PS1 zu verblocken. Vorliegend sind jene zwei Glieder des ersten Planetenradsatzes PS1 mittels der vierten Kupplung D verbindbar, die der dritten Welle 16 bzw. der ersten Kupplung A zugeordnet sind. Alternativ kann der erste Planetenradsatz PS1 auch durch eine vierte Kupplung D' verblockt werden, mit der das erste Glied und das zweite Glied miteinander verbindbar sind Generell ist eine Verblockung auch mittels des zweiten und des dritten Glieds möglich (nicht dargestellt).The third member of the first planetary gear set PS1 is connected to a third shaft 16 through which drive power is output. The first shaft 12 is connected to the third shaft 16 via a third clutch C. As shown in FIG. Furthermore, two members (first and third members) of the first planetary gear set PS2 can be connected to one another via a fourth clutch D in order to block the first planetary gear set PS1. In the present case, those two members of the first planetary gear set PS1 that are assigned to the third shaft 16 or the first clutch A can be connected by means of the fourth clutch D. Alternatively, the first planetary gear set PS1 can also be locked by a fourth clutch D', with which the first link and the second link can be connected to one another. Locking is generally also possible using the second and the third link (not shown).

Ferner kann das der ersten Kupplung A zugeordnete Glied optional über eine fünfte Kupplung E mit einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung verbunden sein.Furthermore, the member assigned to the first clutch A can optionally be connected via a fifth clutch E to a housing of the hybrid transmission arrangement.

Die Hybrid-Getriebeanordnung kann ferner eine zweite Elektromaschine EM2 beinhalten, die mit der ersten Welle 12 verbunden ist. Die zweite Elektromaschine EM2 kann optional über eine weitere Kupplung K1 (gestrichelt dargestellt) mit der ersten Welle 12 verbunden sein.The hybrid transmission assembly may further include a second electric machine EM2 connected to the first shaft 12 . The second electric machine EM2 can optionally be connected to the first shaft 12 via a further clutch K1 (shown in broken lines).

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 ist dazu ausgebildet, zwei Hybrid-Gangstufen einzurichten, bei denen Leistung von der ersten Welle 12 über eine der ersten oder zweiten Kupplung A bzw. B hin zu dem Planetenradsatz PS1 fließt und von dort bei geschlossener vierter Kupplung D hin zu der dritten Welle 16. Parallel hierzu kann die erste elektrische Maschine EM1 jeweils Leistung (positiv oder negativ) beisteuern. Ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb unter Umgehung der ersten elektrischen Maschine EM1 ist über die dritte Kupplung C (bei geöffneter vierter Kupplung D) möglich. Bei geschlossenen Kupplungen C und D kann eine weitere Hybrid-Gangstufe eingerichtet werden. The hybrid transmission arrangement 10 is designed to set up two hybrid gear ratios in which power flows from the first shaft 12 via one of the first or second clutches A or B to the planetary gear set PS1 and from there to the closed fourth clutch D the third shaft 16. In parallel, the first electric machine EM1 can each contribute power (positive or negative). A purely internal combustion engine driving operation bypassing the first electric machine EM1 is possible via the third clutch C (with the fourth clutch D open). When clutches C and D are closed, an additional hybrid gear can be set up.

Ferner kann ein elektrodynamisches Anfahren erfolgen, indem nur die erste Kupplung A geschlossen wird. In diesem Fall kann durch die erste elektrische Maschine EM1 ein Drehmoment an dem ersten Planetenradsatz PS1 abgestützt werden, um diesen als Überlagerungsgetriebe arbeiten zu lassen, was weiter unten genauer erläutert wird. Die vierte Kupplung D ist hierbei geöffnet.Furthermore, an electrodynamic starting can take place, in that only the first clutch A is closed. In this case, a torque can be supported by the first electric machine EM1 on the first planetary gear set PS1 in order to have it work as a superposition gear, which is explained in more detail below. The fourth clutch D is open here.

Ein Laden in Neutral ist möglich, indem nur die Kupplung B geschlossen wird.Charging in neutral is possible by only closing clutch B.

2 ist eine schematische Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs, das zwei nicht näher bezeichnete Reifen, beispielsweise Vorderreifen, aufweist, sowie einen Verbrennungsmotor VM. Ferner beinhaltet das Fahrzeug eine Hybrid-Getriebeanordnung 10, die ein Ausgleichsgetriebe AG beinhaltet, über das Antriebsleistung auf Seitenwellen AW1, AW2 verteilt werden kann, die mit den Rädern verbunden sind. 2 FIG. 12 is a schematic front view of a motor vehicle that has two tires (not designated in more detail), for example front tires, and an internal combustion engine VM. The vehicle also includes a hybrid transmission arrangement 10, which includes a differential gear AG, via which drive power can be distributed to side shafts AW1, AW2, which are connected to the wheels.

Ein Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG ist mit einer dritten Welle 16 verbunden, die als Hohlwelle um eine Abtriebswelle des Ausgleichsgetriebes AG herum angeordnet ist.An input member of the differential gear AG is connected to a third shaft 16 which is arranged as a hollow shaft around an output shaft of the differential gear AG.

Eine erste Welle 12 ist koaxial zu einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors VM angeordnet und ist über ein erstes Zugmittel Z1 (Kette, Zahnriemen oder dergleichen) oder über einem Radsatz mit einem nicht näher bezeichneten Zahnrad verbunden, das koaxial zu der dritten Welle 16 gelagert ist. Ferner ist eine erste elektrische Maschine EM1 über ein zweites Zugmittel Z2 (oder einem Radsatz) mit einer zweiten Welle 14 verbunden, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet ist. Ein erster Planetenradsatz PS1 ist vorzugsweise ebenfalls koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet.A first shaft 12 is arranged coaxially to a drive shaft of the internal combustion engine VM and is connected via a first traction mechanism Z1 (chain, toothed belt or the like) or via a wheel set to a gear wheel, which is not specified in more detail and which is mounted coaxially to the third shaft 16. Furthermore, a first electrical machine EM1 is connected via a second traction mechanism Z2 (or a wheel set) to a second shaft 14 which is preferably arranged coaxially to the third shaft 16 . A first planetary gear set PS1 is also preferably arranged coaxially with the third shaft 16 .

Die zweite Elektromaschine EM2 ist optional über ein drittes Zugmittel Z3 (oder einem Radsatz) mit der ersten Welle 12 verbunden.The second electric machine EM2 is optionally connected to the first shaft 12 via a third traction mechanism Z3 (or a wheel set).

Es ist zu erkennen, dass das in 2 gezeigte Layout den insbesondere bei einem Front-Quer-Einbau zur Verfügung stehenden Einbauraum sehr gut ausnutzt.It can be seen that the in 2 The layout shown makes very good use of the installation space that is available, particularly in the case of front-transverse installation.

3 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10. Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet eine erste Welle 12, die koaxial zu einer Antriebswelle An eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Ferner beinhaltet die Hybrid-Getriebeanordnung 10 eine zweite Welle 14, die mit einer ersten Elektromaschine EM1 verbunden ist. Eine dritte Welle 16 ist koaxial zu der zweiten Welle 14 vorgesehen und dient zum Ausgeben von Ausgangsleistung. Genauer gesagt ist die dritte Welle 16 mit einem nicht näher bezeichneten Eingangsglied eines Ausgleichsgetriebes AG verbunden. Die zweite Welle 14 ist als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum angeordnet. 3 12 shows a first preferred embodiment of a hybrid transmission assembly 10. The hybrid transmission assembly 10 includes a first shaft 12 which is coaxial with an input shaft An of an internal combustion engine. Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 includes a second shaft 14 which is connected to a first electric machine EM1. A third shaft 16 is provided coaxially with the second shaft 14 and is for outputting output power. More precisely, the third shaft 16 is connected to an unspecified input member of a differential gear AG. The second shaft 14 is arranged around the third shaft 16 as a hollow shaft section.

Eine vierte Welle 18 ist achsparallel versetzt zu der dritten Welle 16 angeordnet. Eine fünfte Welle 20 ist über eine erste Kupplung A mit der ersten Welle 12 verbindbar. Die fünfte Welle 20 ist koaxial zu der dritten Welle 16 und ist als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum angeordnet.A fourth shaft 18 is offset from the third shaft 16 with an axis parallel to it. A fifth shaft 20 can be connected to the first shaft 12 via a first clutch A. The fifth shaft 20 is coaxial with the third shaft 16 and is arranged around the third shaft 16 as a hollow shaft section.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner einen ersten Planetenradsatz PS1, der ein erstes Glied S1 in Form eines Sonnenrades, ein zweites Glied H1 in Form eines Hohlrades und ein drittes Glied in Form eines Planetenträgers PT1 aufweist. Der erste Planetenradsatz PS1 ist koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet.The hybrid transmission assembly 10 further includes a first planetary gear set PS1 having a first member S1 in the form of a sun gear, a second member H1 in the form of a ring gear and a third member in the form of a planetary carrier PT1. The first planetary gear set PS1 is arranged coaxially with the third shaft 16 .

Die zweite Welle 14 ist über eine zweite Kupplung B mit der ersten Welle 12 verbindbar (was nachstehend erläutert wird). Ferner ist die zweite Welle 14 mit dem ersten Glied S1 verbunden. Die fünfte Welle 20 ist mit dem zweiten Glied H1 verbunden. Die dritte Welle 16 ist mit dem dritten Glied PT1 verbunden.The second shaft 14 is connectable to the first shaft 12 via a second clutch B (discussed below). Furthermore, the second shaft 14 is connected to the first member S1. The fifth shaft 20 is connected to the second link H1. The third shaft 16 is connected to the third link PT1.

An der dritten Welle 16 ist ferner eine sechste Welle 22 koaxial hierzu gelagert. Die sechste Welle 22 ist als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum angeordnet. Die sechste Welle 22 weist ein nicht näher bezeichnetes Rad auf, das über ein erstes Zugmittel Z1 mit einem Rad verbunden ist, das an der ersten Welle 12 festgelegt ist. Die sechste Welle 22 kann alternativ über einen Stirnradsatz mit der ersten Welle 12 verbunden sein.A sixth shaft 22 is also mounted coaxially on the third shaft 16 . The sixth shaft 22 is arranged around the third shaft 16 as a hollow shaft section. The sixth shaft 22 has a wheel, not designated in any more detail, which is connected via a first traction means Z1 to a wheel which is fixed to the first shaft 12 . Alternatively, the sixth shaft 22 can be connected to the first shaft 12 via a spur gear set.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 weist ferner eine siebte Welle 24 auf, die koaxial zu der vierten Welle angeordnet ist, und eine achte Welle 26, die ebenfalls koaxial zu der vierten Welle angeordnet ist. Die siebte Welle 24 und die achte Welle 26 sind jeweils als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum angeordnet.The hybrid transmission assembly 10 further includes a seventh shaft 24 coaxial with the fourth shaft and an eighth shaft 26 also coaxial with the fourth shaft. The seventh shaft 24 and the eighth shaft 26 are each arranged as a hollow shaft section around the third shaft 16 .

Die achte Welle 26 ist über die erste Kupplung A mit der siebten Welle 24 verbindbar. Ferner ist die achte Welle 26 über einen ersten Stirnradsatz ST1 mit der fünften Welle 20 verbunden.The eighth shaft 26 can be connected to the seventh shaft 24 via the first clutch A. Furthermore, the eighth shaft 26 is connected to the fifth shaft 20 via a first set of spur gears ST1.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner eine erste Elektromaschine EM1, deren Ausgang koaxial mit einer neunten Welle 28 verbunden ist, die achsparallel versetzt ist zu der dritten Welle 16. Die neunte Welle 28 ist über ein zweites Zugmittel Z2 oder über einen Radsatz mit der zweiten Welle 14 verbunden.The hybrid transmission arrangement 10 also includes a first electric machine EM1, the output of which is connected coaxially to a ninth shaft 28, which is offset axially parallel to the third shaft 16. The ninth shaft 28 is connected via a second traction mechanism Z2 or via a wheel set to the second Shaft 14 connected.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner eine optionale zweite Elektromaschine EM2, die als Hochvoltstartergenerator ausgebildet ist und deren Nennleistung kleiner ist als jene der ersten Elektromaschine EM1. Ein Ausgang der zweiten Elektromaschine EM2 ist koaxial mit einer zehnten Welle 30 verbunden, die über ein drittes Zugmittel Z3 oder über einen Radsatz mit der ersten Welle 12 verbunden ist.The hybrid transmission arrangement 10 also includes an optional second electric machine EM2, which is designed as a high-voltage starter generator and whose nominal power is lower than that of the first electric machine EM1. An output of the second electric machine EM2 is connected coaxially to a tenth shaft 30, which is connected to the first shaft 12 via a third traction mechanism Z3 or via a wheel set.

Die erste Welle 12 ist über einen Schwingungstilger ST mit einer Antriebswelle An des Verbrennungsmotors verbindbar.The first shaft 12 can be connected to a drive shaft An of the internal combustion engine via a vibration absorber ST.

Wie erläutert, ist die achte Welle 26 über einen ersten Stirnradsatz ST1 mit der fünften Welle 20 verbunden. Hierzu ist an der achten Welle 26 ein Zahnrad 34 festgelegt, das mit einem Zahnrad 36 in Eingriff steht (kämmt), das an der fünften Welle 20 festgelegt ist.As explained, the eighth shaft 26 is connected to the fifth shaft 20 via a first spur gear set ST1. For this purpose, a gear wheel 34 is fixed on the eighth shaft 26 and meshes with a gear wheel 36 which is fixed on the fifth shaft 20 .

Die vierte Welle 18 ist über einen zweiten Stirnradsatz ST2 mit der zweiten Welle 14 verbunden. Der zweite Stirnradsatz ST2 beinhaltet ein Zahnrad 38, das an der vierten Welle 18 festgelegt ist, sowie ein damit kämmendes Zahnrad 40, das an der zweiten Welle 14 festgelegt ist.The fourth shaft 18 is connected to the second shaft 14 via a second set of spur gears ST2. The second spur gear ST2 includes a gear 38 fixed to the fourth shaft 18 and a meshing gear 40 fixed to the second shaft 14 .

Ferner beinhaltet die Hybrid-Getriebeanordnung 10 einen dritten Stirnradsatz ST3, der die sechste Welle 22 und die siebte Welle 24 miteinander verbindet. Der dritte Stirnradsatz ST3 weist ein Zahnrad 42 auf, das an der siebten Welle 24 festgelegt ist, sowie ein damit in Eingriff stehendes Zahnrad 44, das an der sechsten Welle 22 festgelegt ist.Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 includes a third spur gear set ST3 which connects the sixth shaft 22 and the seventh shaft 24 to one another. The third spur gear set ST3 includes a gear 42 fixed to the seventh shaft 24 and a meshing gear 44 fixed to the sixth shaft 22 .

Koaxial zu der vierten Welle 18 ist die erste Kupplung A angeordnet, mittels der die achte Welle 26 und die siebte Welle 24 miteinander verbindbar sind. Ferner ist koaxial zu der vierten Welle 18 eine zweite Kupplung B angeordnet, mittels der die siebte Welle 24 mit der vierten Welle 18 verbindbar ist. Die Kupplungen A, B bilden ein Doppelelement, das mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung S1 betätigbar ist.The first clutch A, by means of which the eighth shaft 26 and the seventh shaft 24 can be connected to one another, is arranged coaxially to the fourth shaft 18 . Furthermore, a second clutch B is arranged coaxially to the fourth shaft 18 and by means of which the seventh shaft 24 can be connected to the fourth shaft 18 . The clutches A, B form a double element which can be actuated by means of a single actuating device S1.

Die sechste Welle 22 ist über eine dritte Kupplung C mit der dritten Welle 16 verbindbar. Die dritte Kupplung C ist mittels eines zweiten Betätigungselementes S2 betätigbar.The sixth shaft 22 can be connected to the third shaft 16 via a third clutch C. The third clutch C can be actuated by means of a second actuating element S2.

Die fünfte Welle 20 ist über eine vierte Kupplung D mit der dritten Welle 16 verbindbar. Die vierte Kupplung D ist mittels einer dritten Betätigungseinrichtung S3 betätigbar.The fifth shaft 20 can be connected to the third shaft 16 via a fourth clutch D. The fourth clutch D can be actuated by means of a third actuating device S3.

Die zweite Welle 14 ist mit dem ersten Glied S1 des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden. Die fünfte Welle 20 ist mit dem zweiten Glied H1 des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden. Das dritte Glied PT1 des ersten Planetenradsatzes PS1 ist mit der dritten Welle 16 verbunden.The second shaft 14 is connected to the first member S1 of the first planetary gear set PS1. The fifth shaft 20 is connected to the second member H1 of the first planetary gear set PS1. The third member PT1 of the first planetary gear set PS1 is connected to the third shaft 16 .

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner einen zweiten Planetenradsatz PS2. Der zweite Planetenradsatz PS2 bildet eine Konstant-Übersetzung zwischen der dritten Welle 16 und dem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG. Der zweite Planetenradsatz PS2 weist ein erstes Glied S2 (Sonnenrad) auf, das mit der dritten Welle 16 verbunden ist. Ferner weist der zweite Planetenradsatz PS2 ein zweites Glied H2 (Hohlrad) auf, das mit einem Gehäuse (nicht näher bezeichnet) der Hybrid-Getriebeanordnung 10 verbunden ist, also gehäusefest festgelegt ist. Das dritte Glied PT2 (Planetenträger) des zweiten Planetenradsatzes PS2 ist mit dem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG verbunden.The hybrid transmission assembly 10 further includes a second planetary gear set PS2. The second planetary gear set PS2 forms a constant gear ratio between the third shaft 16 and the input member of the differential gear AG. The second planetary gear set PS2 has a first member S2 (sun gear) connected to the third shaft 16 . Furthermore, the second planetary gear set PS2 has a second member H2 (ring gear) which is connected to a housing (not designated in more detail) of the hybrid transmission arrangement 10, ie is fixed to the housing. The third member PT2 (planet carrier) of the second planetary gear set PS2 is connected to the input member of the differential gear AG.

Das Ausgleichsgetriebe AG weist zwei Abtriebswellen Ab1 und Ab2 auf, die vorzugsweise drehfest mit Seitenwellen AW1, AW2 verbunden sind. Die zweite Abtriebswelle Ab2 erstreckt sich ausgehend von dem Ausgleichsgetriebe AG durch die Hybrid-Getriebeanordnung 10 hindurch, und zwar hin zu einer in 3 nicht näher dargestellten Seitenwelle. Die dritte Welle 16 ist als Hohlwelle um die zweite Abtriebswelle Ab2 herum ausgebildet.The differential gear AG has two output shafts Ab1 and Ab2, which are preferably non-rotatably connected to side shafts AW1, AW2. The second output shaft Ab2 extends, starting from the differential gear AG, through the hybrid transmission arrangement 10, namely towards an in 3 not shown sideshaft. The third shaft 16 is designed as a hollow shaft around the second output shaft Ab2.

Die erste Abtriebswelle Ab1 des Ausgleichsgetriebes AG erstreckt sich hin zu einer Seite, die von der Hybrid-Getriebeanordnung weg weist.The first output shaft Ab1 of the differential gear AG extends to a side facing away from the hybrid gear assembly.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 weist eine erste Achse a1 auf, die konzentrisch ist zu der ersten Welle 12. Ferner weist die Hybrid-Getriebeanordnung 10 eine zweite Achse a2 auf, die konzentrisch ist zu der zweiten Welle 14, zu der dritten Welle 16, zu der fünften Welle 20, zu den Zahnrädern 36, 44, zu dem ersten Planetenradsatz PS1, zu dem zweiten Planetenradsatz PS2, zu dem Ausgleichsgetriebe AG und zu den Kupplungen C, D.The hybrid transmission assembly 10 has a first axis a1 that is concentric with the first shaft 12. Furthermore, the hybrid transmission assembly 10 has a second axis a2 that is concentric with the second shaft 14, to the third shaft 16, too the fifth shaft 20, to the gear wheels 36, 44, to the first planetary gear set PS1, to the second planetary gear set PS2, to the differential gear AG and to the clutches C, D.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 weist eine dritte Achse a3 auf, die konzentrisch ist zu der vierten Welle 18, zu der siebten Welle 24, zu der achten Welle 26, zu den Zahnrädern 38, 42, und zu den Kupplungen A, B.The hybrid transmission assembly 10 has a third axis a3 concentric with the fourth shaft 18, the seventh shaft 24, the eighth shaft 26, the gears 38, 42, and the clutches A, B.

Ferner weist die Hybrid-Getriebeanordnung eine vierte Achse a4, die konzentrisch ist zu der neunten Welle, sowie eine fünfte Achse a5 auf, die konzentrisch ist zu der zehnten Welle 30.Furthermore, the hybrid transmission arrangement has a fourth axis a4, which is concentric with the ninth shaft, and a fifth axis a5, which is concentric with the tenth shaft 30.

Ferner weist die Hybrid-Getriebeanordnung eine Mehrzahl von Radialebenen auf.Furthermore, the hybrid transmission arrangement has a plurality of radial planes.

Eine erste Radialebene r1 ist axial benachbart zu dem Ausgleichsgetriebe AG. Der zweite Planetenradsatz PS2 ist in der ersten Radialebene r1 angeordnet. In der daneben angeordneten zweiten Radialebene r2 sind der zweite Stirnradsatz ST2 sowie die Verbindung Z2 (Zugmittel oder Radsatz) zur Verbindung der ersten Elektromaschine EM1 mit der zweiten Welle 14 angeordnet.A first radial plane r1 is axially adjacent to the differential gear AG. The second planetary gear set PS2 is arranged in the first radial plane r1. The second spur gear set ST2 and the connection Z2 (traction means or wheel set) for connecting the first electric machine EM1 to the second shaft 14 are arranged in the second radial plane r2 arranged next to it.

Daneben ist eine dritte Radialebene r3 angeordnet, innerhalb der der erste Planetenradsatz PS1 angeordnet ist. In einer daneben benachbarten Radialebene r4 ist der erste Stirnradsatz ST1 angeordnet.A third radial plane r3 is arranged next to it, within which the first planetary gear set PS1 is arranged. The first spur gear set ST1 is arranged in an adjacent radial plane r4.

In einer daneben angeordneten fünften Radialebene r5 sind die Kupplungen A, B (auf der Achse a3) und die Kupplung D (auf der Achse a2) angeordnet.The clutches A, B (on the axis a3) and the clutch D (on the axis a2) are arranged in an adjacent fifth radial plane r5.

In der dazu benachbarten sechsten Radialebene r6 ist die Verbindung zwischen der ersten Welle 12 und der sechsten Welle 22 angeordnet, die vorzugsweise als Zugmittel Z1 ausgebildet ist, jedoch auch als Radsatzanordnung ausgebildet sein kann.In the sixth radial plane r6 adjacent thereto, the connection between the first shaft 12 and the sixth shaft 22 is arranged, which is preferably designed as a traction mechanism Z1, but can also be designed as a wheel set arrangement.

In der daneben angeordneten siebten Radialebene r7 ist der dritte Stirnradsatz ST3 mit den Zahnrädern 42, 44 angeordnet. Ferner ist in der siebten Radialebene r7 vorzugsweise das dritte Zugmittel Z3 (oder ein entsprechender Radsatz) zur Verbindung der zweiten Elektromaschine EM2 mit der ersten Welle 12) angeordnet.The third spur gear set ST3 with the gear wheels 42, 44 is arranged in the seventh radial plane r7 arranged next to it. Furthermore, the third traction mechanism Z3 (or a corresponding wheel set) for connecting the second electric machine EM2 to the first shaft 12) is preferably arranged in the seventh radial plane r7.

In einer achten Radialebene r8 ist die dritte Kupplung C angeordnet, und ggf. ein Schwingungstilger ST. Die zweite Elektromaschine EM2 kann ebenfalls in Überlappung mit der achten Radialebene r8 angeordnet sein.The third clutch C is arranged in an eighth radial plane r8, and possibly a vibration absorber ST. The second electric machine EM2 can also be arranged in an overlap with the eighth radial plane r8.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 3 entspricht hinsichtlich der möglichen Leistungsflüsse der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 1. In 4 ist eine Schalttabelle gezeigt, die die möglichen Schaltzustände der Kupplungen A, B, C, D (in der Tabelle auch als Schaltelemente bezeichnet) angibt und die hiermit realisierbaren Betriebsweisen. In einer ersten Hybrid-Gangstufe H1 sind die erste Kupplung A und die vierte Kupplung D geschlossen, und die zweite Kupplung B und die dritte Kupplung C sind geöffnet (Schließzustände sind in dieser Schalttabelle und in nachstehenden Schalttabellen jeweils durch ein X gekennzeichnet, und leere Tabellenplätze weisen auf eine geöffnete Kupplung hin).The hybrid transmission assembly 10 of 3 corresponds to the possible power flows of the hybrid transmission assembly 10 of 1 . In 4 a switching table is shown which specifies the possible switching states of the clutches A, B, C, D (also referred to as switching elements in the table) and the modes of operation that can be implemented with this. In a first hybrid gear stage H1, the first clutch A and the fourth clutch D are closed, and the second clutch B and the third clutch C are open (closed states are identified in this shift table and in the following shift tables by an X, and empty table positions indicate an open clutch).

Bei dieser Ausführungsform kann in der ersten Hybrid-Gangstufe H1 zum einen verbrennungsmotorische Leistung von der ersten Welle 12 über die sechste Welle 22, den dritten Stirnradsatz ST3, die siebte Welle 24, die erste Kupplung A, die achte Welle 26 und den ersten Stirnradsatz ST1 hin zu der fünften Welle 20 fließen. Da die vierte Schaltkupplung D geschlossen ist und der erste Planetenradsatz PS1 folglich verblockt ist, fließt die Leistung dann hin zu dem dritten Glied PT1 des ersten Planetenradsatzes PS1, und von dort in die dritte Welle 16. Ferner kann elektromotorische Leistung (positiv oder negativ) der ersten Elektromaschine EM1 parallel über die zweite Welle 14 und das erste Glied S1 des Planetenradsatzes PS1 in die dritte Welle 16 fließen. Von der dritten Welle 16 fließt die Leistung über den zweiten Planetenradsatz PS2 zu dem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG, und von dort zu den Abtriebswellen Ab1, Ab2.In this embodiment, in the first hybrid gear stage H1, combustion engine power can be transmitted from the first shaft 12 via the sixth shaft 22, the third spur gear set ST3, the seventh shaft 24, the first clutch A, the eighth shaft 26 and the first spur gear set ST1 flow towards the fifth wave 20. Since the fourth clutch D is closed and the first planetary gear set PS1 is consequently blocked, the power then flows to the third element PT1 of the first planetary gear set PS1, and from there into the third shaft 16. Furthermore, electromotive power (positive or negative) of the first electric machine EM1 flow in parallel via the second shaft 14 and the first member S1 of the planetary gear set PS1 into the third shaft 16. The power flows from the third shaft 16 via the second planetary gear set PS2 to the input member of the differential gear AG, and from there to the output shafts Ab1, Ab2.

Die zweite Hybrid-Gangstufe H2 wird entsprechend bei geschlossener zweiter Schaltkupplung B und geschlossener vierter Schaltkupplung D eingerichtet. Hierbei fließt die verbrennungsmotorische Leistung ausgehend von der ersten Welle 12 wiederum hin zu der siebten Welle 24, und von dort bei geschlossener zweiter Kupplung B zu der vierten Welle 18, und von dort über den zweiten Stirnradsatz ST2 zu der zweiten Welle 14 und über das erste Glied S1 in den ersten Planetenradsatz PS1 hinein. Ferner kann elektromotorische Leistung (positiv oder negativ) der ersten Elektromaschine EM1 parallel über die zweite Welle 14 und das erste Glied S1 des Planetenradsatzes PS1 in die dritte Welle 16 fließen. Von dort fließt die Leistung über das dritte Glied PT1 wiederum hin zu dem zweiten Planetenradsatz PS2 und von dort wie oben zu dem Ausgleichsgetriebe AG.The second hybrid gear stage H2 is set up correspondingly when the second shifting clutch B is engaged and the fourth shifting clutch D is engaged. Here, the power from the combustion engine flows from the first shaft 12 to the seventh shaft 24, and from there, with the second clutch B closed, to the fourth shaft 18, and from there via the second spur gear set ST2 to the second shaft 14 and via the first Link S1 into the first planetary gear set PS1. Furthermore, electromotive power (positive or negative) of the first electric machine EM1 can flow in parallel into the third shaft 16 via the second shaft 14 and the first member S1 of the planetary gear set PS1. From there, the power flows again via the third element PT1 to the second planetary gear set PS2 and from there to the differential gear AG as above.

In der dritten Hybrid-Gangstufe H3 sind die Kupplungen C und D geschlossen. Hierbei fließt verbrennungsmotorische Leistung von der ersten Welle 12 zunächst zu der sechsten Welle 22, und von dort über die geschlossene dritte Kupplung C hin zu der dritten Welle 16, und von dort wiederum zu dem zweiten Planetenradsatz PS2. Ferner kann elektromotorische Leistung (positiv oder negativ) der ersten Elektromaschine EM1 parallel über die zweite Welle 14 und das erste Glied S1 des Planetenradsatzes PS1 in die dritte Welle 16 fließen. Von dort fließt die Leistung über das dritte Glied PT1 wiederum hin zu dem zweiten Planetenradsatz PS2 und von dort wie oben zu dem Ausgleichsgetriebe AG.In the third hybrid gear H3, the clutches C and D are closed. In this case, combustion engine power flows from the first shaft 12 first to the sixth shaft 22, and from there via the closed third clutch C to the third shaft 16, and from there in turn to the second planetary gear set PS2. Furthermore, electromotive power (positive or negative) of the first electric machine EM1 can flow in parallel into the third shaft 16 via the second shaft 14 and the first member S1 of the planetary gear set PS1. From there, the power flows again via the third element PT1 to the second planetary gear set PS2 and from there to the differential gear AG as above.

In allen drei Hybrid-Gangstufen kann elektromotorische Leistung entweder als „Boost“-Leistung über die zweite Welle 14 und das erste Glied S1 des ersten Planetenradsatzes PS1 hinzugefügt werden, oder elektromotorische Leistung kann (im Generatorbetrieb) als Rekuperationsleistung aufgenommen werden.In all three hybrid gears, electromotive power can either be added as "boost" power via the second shaft 14 and the first element S1 of the first planetary gear set PS1, or electromotive power can (in generator mode) be added as recuperation power.

In der dritten Hybrid-Gangstufe H3 kann die vierte Kupplung D auch geöffnet werden, so dass ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb eingerichtet wird. Die entsprechende Verbrennungsmotor-Gangstufe V3 ist in der Tabelle der 4 ebenfalls gezeigt. Da der erste Planetenradsatz PS1 in der Verbrennungsmotor-Gangstufe V3 nicht verblockt ist, kann elektromotorische Leistung der ersten Elektromaschine 1 nicht überlagert werden.In the third hybrid gear H3, the fourth clutch D can also be opened, so that purely combustion engine driving is set up. The corresponding internal combustion engine gear V3 is in the table 4 also shown. Since the first planetary gear set PS1 is not blocked in the internal combustion engine gear V3, electromotive power of the first electric machine 1 cannot be superimposed.

Die Hybrid-Gangstufen H1, H2, H3 können so gebildet sein, dass sie geeignet aneinander anschließen, ähnlich wie herkömmliche verbrennungsmotorische Gangstufen 1, 2, 3.The hybrid gears H1, H2, H3 can be formed in such a way that they suitably follow one another, similar to conventional internal combustion engine gears 1, 2, 3.

Ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb ist ebenfalls möglich, und zwar in einer Elektro-Gangstufe E2, bei der gemäß der Tabelle der 4 nur das Schaltelement D geschlossen ist.A purely electric driving operation is also possible, namely in an electric gear E2, in which according to the table 4 only the switching element D is closed.

Hierbei ist der erste Planetenradsatz PS1 verblockt und elektromotorische Antriebsleistung fließt von der zweiten Welle 14 hin zu dem dritten Glied PT1, und von dort zu der dritten Welle 16. In der Elektro-Gangstufe E2 wird vorzugsweise der gesamte Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs für den reinen Elektro-Fahrbetrieb abgedeckt. E2 entspricht von der Übersetzung her H2.In this case, the first planetary gear set PS1 is blocked and electromotive drive power flows from the second shaft 14 to the third element PT1, and from there to the third shaft 16. In the electric gear stage E2, the entire speed range of the vehicle for the purely electric Driving covered. In terms of translation, E2 corresponds to H2.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 weist vorzugsweise keine spezielle Gangstufe zum Anfahren und keine Anfahrkupplung im Bereich der ersten Welle 12 auf. Auch ein spezieller Radsatz für eine Rückwärtsgangstufe ist vorzugsweise nicht vorgesehen.The hybrid transmission arrangement 10 preferably has no special gear stage for starting and no starting clutch in the area of the first shaft 12 . A special wheel set for a reverse gear stage is also preferably not provided.

Zum Anfahren in Vorwärtsrichtung kann ein sog. elektrodynamischer Fahrbetrieb (elektrodynamisches Anfahren, EDA) eingerichtet werden, bei dem gemäß 4 nur die erste Schaltkupplung A geschlossen ist.For starting in the forward direction, a so-called electrodynamic driving mode (electrodynamic starting, EDA) can be set up, in which according to 4 only the first clutch A is closed.

In diesem Betriebszustand EDA fließt verbrennungsmotorische Leistung von der ersten Eingangswelle 12 über die sechste Welle 22 und die siebte Welle 24 sowie über die geschlossene erste Kupplung A hin zu der achten Welle 26, und von dort zu der fünften Welle 20, die mit dem zweiten Glied H1 des Planetenradsatzes PS1 verbunden ist.In this EDA operating state, combustion engine power flows from the first input shaft 12 via the sixth shaft 22 and the seventh shaft 24 and via the closed first clutch A to the eighth shaft 26, and from there to the fifth shaft 20, which is connected to the second member H1 of the planetary gear set PS1 is connected.

Ein Verbrennungsmotor muss bekannterweise mindestens mit Leerlaufdrehzahl betrieben werden. Solange die vierte Schaltkupplung D nicht geschlossen ist, ist der erste Planetenradsatz PS1 nicht verblockt und dreht frei.As is well known, an internal combustion engine must be operated at least at idling speed. As long as the fourth clutch D is not engaged, the first planetary gear set PS1 is not blocked and rotates freely.

Zum Anfahren wird dann von der ersten Elektromaschine EM1 über die zweite Welle 14 und das erste Glied S1 ein abstützendes Drehmoment in den ersten Planetenradsatz PS1 eingeleitet. Dies führt bei geeigneter Ansteuerung der ersten Elektromaschine EM1 dazu, dass das dritte Glied PT1 sich entsprechend dem eingeleiteten Drehmoment zu drehen beginnt (Anfahren) und dabei Leistung in die dritte Welle 16 und folglich hin zu dem Ausgleichsgetriebe AG eingespeist werden kann.To start off, a supporting torque is then introduced into the first planetary gear set PS1 by the first electric machine EM1 via the second shaft 14 and the first element S1. With suitable activation of the first electric machine EM1, this means that the third element PT1 begins to rotate according to the torque introduced (starting off) and power can be fed into the third shaft 16 and consequently to the differential gear AG.

Ein elektromotorischer Rückwärtsfahrbetrieb kann ggf. über die erste Elektromaschine EM1 allein eingerichtet werden, die dann in umgekehrter Drehrichtung betrieben wird.An electromotive reverse driving operation can be set up alone, if necessary, via the first electric machine EM1, which is then operated in the reverse direction of rotation.

Wie es in 4 gezeigt ist, ist auch ein Laden im Stillstand bzw. in Neutral möglich. Hierbei ist nur die Kupplung B geschlossen. Hierbei kann verbrennungsmotorische Leistung ausgehend von der ersten Welle 12 über das erste Zugmittel Z1 zu der sechsten Welle 22, von dort über den dritten Stirnradsatz ST3 zu der siebten Welle 24, von dort über die geschlossene zweite Kupplung B zu der vierten Welle 18, und von dort über den zweiten Stirnradsatz ST2 und das zweite Zugmittel Z2 (oder einen entsprechenden Radsatz) zu der ersten Elektromaschine EM1 übertragen werden, um diese generatorisch zu betreiben. In diesem Zustand wird keine Antriebsleistung auf die dritte Welle 16 geleitet.like it in 4 is shown, charging at a standstill or in neutral is also possible. In this case, only clutch B is closed. Here, internal combustion engine power starting from the first shaft 12 via the first traction means Z1 to the sixth shaft 22, from there via the third spur gear set ST3 to the seventh shaft 24, from there via the closed second clutch B to the fourth shaft 18, and from there via the second spur gear set ST2 and the second traction mechanism Z2 (or a corresponding gear set) be transmitted to the first electric machine EM1 in order to operate it as a generator. In this state, no driving power is directed to the third shaft 16 .

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10 können sämtliche Kupplungen (Schaltelemente) als Klauenkupplungen ausgeführt werden.In the case of the hybrid transmission arrangement 10, all clutches (shifting elements) can be designed as dog clutches.

Die erste Elektromaschine EM1 ist achsparallel zu der Abtriebswelle (dritten Welle) angeordnet. Die zwei Kupplungen A, B lassen sich mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung betätigen. Die Anbindung von der ersten Welle 12 hin zu dem Hauptgetriebe (sechste Welle 22) erfolgt vorzugsweise mittels eines ersten Zugmittels Z1, insbesondere einer Kette.The first electric machine EM1 is arranged axially parallel to the output shaft (third shaft). The two clutches A, B can be actuated by a single actuator. The first shaft 12 is connected to the main transmission (sixth shaft 22) preferably by means of a first traction means Z1, in particular a chain.

Das erste Zugmittel Z1 befindet sich axial gesehen im Bereich des Getriebeeingangs bzw. direkt am Verbrennungsmotor.Viewed axially, the first traction mechanism Z1 is located in the area of the transmission input or directly on the internal combustion engine.

Das Ausgleichsgetriebe AG kann als herkömmliches Differential realisiert werden, beispielsweise als Kugeldifferential, als Stirnraddifferential, als Planetenraddifferential, etc.The differential gear AG can be implemented as a conventional differential, for example as a ball differential, as a spur gear differential, as a planetary gear differential, etc.

Die dritte Welle 16 ist mit dem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG über den zweiten Planetenradsatz PS2 verbunden, der eine Konstant-Übersetzung einrichtet. Diese kann eine Vorübersetzung wie in herkömmlichen Stirnradgetrieben ersetzen. Anstelle des Planetenradsatzes PS2 kann auch eine Mehrzahl von Stirnradstufen vorgesehen sein. Der zweite Planetenradsatz PS2 kann ein Minus- oder ein Plusplanetensatz sein, und kann auch ein Planetensatz mit Stufenplaneten sein.The third shaft 16 is connected to the input member of the differential gear AG via the second planetary gear set PS2, which sets up a constant gear ratio. This can replace a pre-transmission as in conventional spur gears. Instead of the planetary gear set PS2, a plurality of spur gear stages can also be provided. The second planetary gear set PS2 can be a minus or a plus planetary set, and can also be a planetary set with stepped planets.

Generell ist es auch möglich, dass die zweite Elektromaschine EM2 koaxial zu der ersten Achse a1 angeordnet wird, also koaxial zu der ersten Welle 12. Ähnlich ist es auch möglich, dass die erste Elektromaschine EM1 koaxial zu der zweiten Welle 14 angeordnet wird.In general, it is also possible for the second electric machine EM2 to be arranged coaxially to the first axis a1, ie coaxially to the first shaft 12. Similarly, it is also possible for the first electric machine EM1 to be arranged coaxially to the second shaft 14.

Sofern die Elektromaschinen EM1, EM2 achsparallel angeordnet werden, ist eine Anbindung über einen Radsatz (Räderkette), über eine Kette, über einen Riemen etc. möglich.If the electric machines EM1, EM2 are arranged axis-parallel, a connection via a wheel set (wheel chain), via a chain, via a belt, etc. is possible.

Die erste Welle 12 ist bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10 immer mit der zweiten Elektromaschine EM2 verbunden. Folgende Funktionen können von der zweiten Elektromaschine EM2 realisiert werden:

  • Verbrennungsmotor-Start aus rein elektrischer Fahrt (ausgehend bspw. von rein elektrischer Fahrt mittels der ersten Elektromaschine EM1), Bordnetzversorgung,
  • serielles Kriechen und Fahren vorwärts/rückwärts,
  • Unterstützung der Verbrennungsmotor-Drehzahlregelung beim Ankoppeln und bei Schaltungen.
In the hybrid transmission arrangement 10, the first shaft 12 is always connected to the second electric machine EM2. The following functions can be implemented by the second electric machine EM2:
  • Combustion engine start from purely electric driving (e.g. starting from purely electric driving using the first electric machine EM1), on-board power supply,
  • serial crawling and driving forward/backward,
  • Engine speed control support when docking and shifting.

Der Verbrennungsmotor kann in allen drei Hybrid-Gangstufen an H1, H2, H3 angekoppelt werden, wenn die erste Elektromaschine EM1 die Elektro-Gangstufe E2 nutzt (durch Schließen von A, B oder C) . Die zweite Elektromaschine EM2 kann beim Entlasten der Kupplungen A, B, C unterstützen, indem die zweite Elektromaschine EM2 generatorisch arbeitet.The internal combustion engine can be coupled to H1, H2, H3 in all three hybrid gears when the first electric machine EM1 uses the electric gear E2 (by closing A, B or C). The second electric machine EM2 can assist in relieving the clutches A, B, C by the second electric machine EM2 working as a generator.

Die erste Elektromaschine EM1 kann einen elektrischen Fahrzeugantrieb zum Anfahren und zum Fahren vorwärts/rückwärts einrichten.The first electric machine EM1 can set up an electric vehicle drive for starting and driving forwards/backwards.

Ferner kann mittels der ersten Elektromaschine EM1 eine Stützung der Zugkraft bei Verbrennungsmotor-Schaltungen erfolgen. Die erste Elektromaschine EM1 kann über die Elektro-Gangstufe E2 die Zugkraft aufrechterhalten, wenn ein Wechsel bei den Kupplungen A, B, C erfolgt.Furthermore, by means of the first electric machine EM1, the traction force can be supported when the internal combustion engine is shifted. The first electric machine EM1 can maintain the traction via the electric gear stage E2 when the clutches A, B, C are changed.

Beispielhaft kann eine Lastschaltung von H1 nach H2 folgendermaßen erfolgen:

  • Ausgangspunkt ist beispielsweise die Hybrid-Gangstufe H1, so dass die Kupplungen A, D geschlossen sind. Anschließend erfolgt zunächst ein Lastabbau an der Kupplung A und ein gleichzeitiger Lastaufbau an der ersten Elektromaschine EM1. Der Lastabbau kann erfolgen, indem der Verbrennungsmotor und die zweite Elektromaschine EM2 das Moment abbauen oder wenn die zweite Elektromaschine EM2 das Verbrennungsmotor-Moment generatorisch ausgleicht, so dass die Summe der Momente von Verbrennungsmotor und zweiter Elektromaschine EM2 in etwa null ist. Im nächsten Schritt kann die Kupplung A geöffnet werden.
For example, a load shift from H1 to H2 can take place as follows:
  • The starting point is, for example, hybrid gear H1, so that clutches A, D are closed. Then there is a load reduction on clutch A and a simultaneous load build-up on the first electric machine EM1. The load can be reduced by the internal combustion engine and the second electric machine EM2 reducing the torque or when the second electric machine EM2 compensates for the internal combustion engine torque as a generator, so that the sum of the torques of the internal combustion engine and the second electric machine EM2 is approximately zero. In the next step, clutch A can be opened.

Anschließend wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors und der zweiten Elektromaschine EM2 abgesenkt, so dass die Kupplung B synchron wird. Dabei kann beispielsweise die zweite Elektromaschine EM2 generatorisch arbeiten, was bevorzugt ist, oder der Verbrennungsmotor kann in den Schubbetrieb gehen. Anschließend kann die Kupplung B eingelegt werden, um die zweite Hybrid-Gangstufe H2 einzurichten.The speed of the internal combustion engine and of the second electric machine EM2 is then reduced, so that the clutch B becomes synchronous. In this case, for example, the second electric machine EM2 can work as a generator, which is preferred, or the internal combustion engine can go into overrun mode. The clutch B can then be engaged to set up the second hybrid gear H2.

Ein rein elektrischer Fahrbetrieb ist wie gesagt mittels der Elektro-Gangstufe E2 möglich. Hierbei wird die Kupplung D geschlossen und so der erste Planetenradsatz PS1 verblockt.As already mentioned, purely electric driving is possible with the electric gear stage E2. Here, the clutch D is closed and the first planetary gear set PS1 is blocked.

Aus dem oben beschriebenen EDA-Modus kann der Verbrennungsmotor in die erste Hybrid-Gangstufe H1 gelangen, weil nur die Kupplung D zusätzlich zu der Kupplung A zu schließen ist.From the EDA mode described above, the internal combustion engine can reach the first hybrid gear H1 because only clutch D has to be closed in addition to clutch A.

Wenn nur das Schaltelement B geschlossen ist, dann sind der Verbrennungsmotor und die erste Elektromaschine EM1 unabhängig vom Abtrieb verbunden. Folglich kann ein elektrischer Energiespeicher bei Bedarf mit hoher Leistung geladen werden (mit deutlich mehr Leistung als dies mit der vergleichsweise kleineren zweiten Elektromaschine EM2 möglich ist).If only the switching element B is closed, then the internal combustion engine and the first electric machine EM1 are connected independently of the output. Consequently, an electrical energy store can be charged with high power if required (with significantly more power than is possible with the comparatively smaller second electric machine EM2).

Besonders bei niedrigen Temperaturen ist für den Verbrennungsmotor-Start ein hohes Drehmoment erforderlich. Zum Verbrennungsmotor-Kaltstart kann die erste Elektromaschine EM1 verwendet werden. Diese kann deutlich mehr Startmoment aufbringen als die zweite Elektromaschine EM2 . Somit kann die zweite Elektromaschine EM2 kleiner dimensioniert werden, da die zweite Elektromaschine nicht für Sonderfälle wie besonders niedrige Temperaturen ausgelegt werden muss.High torque is required to start the combustion engine, particularly at low temperatures. The first electric machine EM1 can be used for cold starting the internal combustion engine. This can apply significantly more starting torque than the second electric machine EM2. The second electric machine EM2 can thus be dimensioned smaller, since the second electric machine does not have to be designed for special cases, such as particularly low temperatures.

In der Verbrennungsmotor-Gangstufe V3 kann die erste Elektromaschine EM1 abgekoppelt und zum Stillstand gebracht werden, da das Schaltelement D geöffnet ist. Demzufolge ist ein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb in der höchsten Verbrennungsmotor-Gangstufe ohne Nulllastverluste der relativ großen ersten Elektromaschine EM1 möglich. Die zweite Elektromaschine EM2 kann dann die elektrische Bordnetzversorgung sicherstellen.In the internal combustion engine gear V3, the first electric machine EM1 can be decoupled and brought to a standstill since the switching element D is open. As a result, internal combustion engine driving in the highest internal combustion engine gear is possible without no-load losses of the relatively large first electric machine EM1. The second electric machine EM2 can then ensure the on-board electrical system supply.

In den nachfolgenden Figuren sind weitere Ausführungsformen von Hybrid-Getriebeanordnungen gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 3 und 4 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.In the following figures further embodiments of hybrid transmission assemblies are shown, which are generally the hybrid transmission assembly 10 in terms of structure and operation 3 and 4 correspond to. Identical elements are therefore identified by the same reference symbols. The main differences are explained below.

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 5 unterscheidet sich von der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 3 dadurch, dass eine fünfte Kupplung E vorgesehen ist, mittels der ein Glied des ersten Planetenradsatzes PS1 an einem nicht näher bezeichneten Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung festgelegt werden kann. Vorliegend dient die fünfte Kupplung E zum Verbinden des Gehäuses mit dem zweiten Glied H1 des ersten Planetenradsatzes PS1.The hybrid transmission assembly 10 of 5 differs from the hybrid transmission assembly 10 of 3 characterized in that a fifth clutch E is provided, by means of which a member of the first planetary gear set PS1 can be fixed to an unspecified housing of the hybrid transmission arrangement. In the present case, the fifth clutch E is used to connect the housing to the second member H1 of the first planetary gear set PS1.

Hierdurch kann eine kurze Übersetzung für die erste Elektromaschine 1 eingerichtet werden, in Form einer ersten Elektro-Gangstufe E1.As a result, a short translation for the first electric machine 1 can be set up in the form of a first electric gear E1.

6 zeigt die Schalttabelle, die der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 5 zugeordnet ist. Es ist zu erkennen, dass sämtliche Betriebszustände der Schalttabelle der 4 enthalten sind, bei denen jeweils die fünfte Kupplung E geöffnet ist. Ein weiterer Betriebszustand in Form der ersten Elektro-Gangstufe E1 wird eingerichtet, indem ausschließlich die fünfte Kupplung E geschlossen wird. 6 shows the shift table of the hybrid transmission assembly 10 of 5 assigned. It can be seen that all operating states of the switching table 4 are included, in each of which the fifth clutch E is open. Another operating state in the form of the first electric gear stage E1 is set up by only the fifth clutch E being closed.

Die relativ kurz übersetzte erste Elektro-Gangstufe E1 wird vorzugsweise zum Rückwärtsfahren eingesetzt. Rückwärts ist auf diese Weise ein hohes Achsmoment in einem seriellen Antriebsmodus möglich, und durch die rückwärts geringeren Anforderungen an die maximale Fahrgeschwindigkeit ist eine Schaltung in die längere Elektro-Gangstufe E2 nicht nötig.The relatively short translated first electric gear E1 is preferably used for reversing. In reverse, a high axle torque is possible in a serial drive mode, and due to the lower requirements for maximum driving speed in reverse, it is not necessary to switch to the longer electric gear E2.

Vorzugsweise wird die fünfte Kupplung E mit der vierten Kupplung D zu einem Doppelelement zusammengefasst, so dass sie mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung S3' betätigbar ist. Das Doppelelement D, E ist axial ausgerichtet mit dem Doppelelement A, B und liegt in der in 5 nicht näher bezeichneten fünften Radialebene r5.The fifth clutch E is preferably combined with the fourth clutch D to form a double element, so that it can be actuated by means of a single actuating device S3'. The double element D, E is axially aligned with the double element A, B and lies in the in 5 unspecified fifth radial plane r5.

In den 7 und 8 sind Varianten der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der 3 (oder von anderen vorliegend dargestellten Hybrid-Getriebeanordnungen) gezeigt. In beiden Fällen ist die Antriebswelle An des Verbrennungsmotors nicht drehfest mit der ersten Welle 12 verbunden (bzw. nicht nur über einen Schwingungstilger oder dergl. mit der ersten Welle 12 verbunden). Vielmehr ist die Antriebswelle An über eine Kupplung K0 mit der ersten Welle 12 verbunden. Im Falle der 7 ist die Kupplung (sechste Kupplung) K0 eine Klauenkupplung. Im Beispiel der 8 ist die sechste Kupplung K0 eine Reibkupplung. In beiden Fällen wird die sechste Kupplung K0 mittels einer vierten Betätigungseinrichtung S4 bzw. S4' betätigt.In the 7 and 8th are variants of the hybrid transmission assembly 10 of 3 (or other hybrid transmission assemblies illustrated herein). In both cases, the drive shaft An of the internal combustion engine is not connected to the first shaft 12 in a rotationally fixed manner (or is not only connected to the first shaft 12 via a vibration absorber or the like). Rather, the drive shaft An is connected to the first shaft 12 via a clutch K0. In case of 7 the clutch (sixth clutch) K0 is a dog clutch. In the example of 8th the sixth clutch K0 is a friction clutch. In both cases, the sixth clutch K0 is actuated by means of a fourth actuating device S4 or S4'.

Mittels der Kupplungen K0 kann der Verbrennungsmotor von der Hybrid-Getriebeanordnung und von der zweiten Elektromaschine EM2 abgetrennt werden.The internal combustion engine can be separated from the hybrid transmission arrangement and from the second electric machine EM2 by means of the clutches K0.

Generell ist die Verwendung eines Klauen-Schaltelementes für die Kupplung K0 zwar hinreichend. Anstelle einer Klauenkupplung K0 wird im Falle der 8 eine Reibkupplung verwendet. Im Falle der Reibkupplung ist vorteilhaft, dass diese auch unter Last öffnen kann. Ferner kann die Kupplung K0 in Form der Reibkupplung auch unter einer Differenzdrehzahl geschlossen werden, so dass ein sog. Schwungstart des Verbrennungsmotors möglich ist (Ausnutzung der Trägheitsmasse von einer elektrischen Maschine zum Verbrennungsmotor-Start).In general, the use of a claw shifting element for clutch K0 is sufficient. Instead of a dog clutch K0 in the case of 8th uses a friction clutch. In the case of the friction clutch, it is advantageous that it can also open under load. Furthermore, the clutch K0 in the form of the friction clutch can also be closed under a differential speed, so that a so-called momentum start of the internal combustion engine is possible is (use of the inertial mass of an electric machine to start the combustion engine).

In 9 ist die zugehörige Schalttabelle gezeigt.In 9 the associated switching table is shown.

Es ist zu erkennen, dass für die Hybrid-Gangstufen H1 bis H3, für das elektrodynamische Anfahren EDA, für das Laden im Neutralzustand LiN und für die Verbrennungsmotor-Gangstufe V3 die Kupplung K0 jeweils zu schließen ist.It can be seen that for the hybrid gears H1 to H3, for the electrodynamic starting EDA, for charging in the neutral state LiN and for the internal combustion engine gear V3, the clutch K0 has to be closed in each case.

In der Elektro-Gangstufe E2 (und optional in der Gangstufe E1) kann die sechste Kupplung K0 geschlossen sein, kann jedoch auch geöffnet sein (was in dieser Schalttabelle und in weiteren Schalttabellen durch ein „(x)“ angezeigt ist). Im Übrigen entspricht die Tabelle der 9 jener der 6.In the electric gear stage E2 (and optionally in the gear stage E1), the sixth clutch K0 can be closed, but it can also be open (which is indicated by an “(x)” in this shift table and in other shift tables). Otherwise, the table corresponds to 9 that the 6 .

In 10 ist eine weitere Modifikation für die vorliegend gezeigten Hybrid-Getriebeanordnungen gezeigt.In 10 1 is shown a further modification to the hybrid transmission assemblies shown herein.

Hierbei ist die zweite Elektromaschine EM2 über eine siebte Kupplung K1 mit der ersten Welle 12 verbindbar. Die siebte Kupplung K1 wird mittels einer fünften Betätigungseinrichtung S5 betätigt.In this case, the second electric machine EM2 can be connected to the first shaft 12 via a seventh clutch K1. The seventh clutch K1 is actuated by a fifth actuating device S5.

Die Verwendung einer solchen siebten Kupplung K1 wird in der Regel alternativ zu der Verwendung der sechsten Kupplung K0 erfolgen, obgleich theoretisch auch beide Kupplungen verwendbar sind.Such a seventh clutch K1 is generally used as an alternative to the use of the sixth clutch K0, although theoretically both clutches can also be used.

Die siebte Kupplung K1 ist dazu in der Lage, nur die zweite Elektromaschine EM2 abzutrennen, so dass die zweite Elektromaschine EM2 auch bei einem Verbrennungsmotor-Stillstand für andere Aufgaben eingesetzt werden kann (z.B. Antrieb eines Klimakompressors).The seventh clutch K1 is able to disconnect only the second electric machine EM2, so that the second electric machine EM2 can also be used for other tasks when the combustion engine is at a standstill (e.g. driving an air conditioning compressor).

Das abzustützende Drehmoment am Schaltelement K1 ist deutlich geringer als bei K0, da nur das Drehmoment der zweiten Elektromaschine EM2 abgestützt werden muss. Die Schaltkraft, die von der fünften Betätigungseinrichtung S5 aufgebracht werden muss, ist folglich ebenfalls geringer. Die siebte Kupplung K1 kann anstelle einer Klauenkupplung beispielsweise auch eine Magnetkupplung sein.The torque to be supported at the switching element K1 is significantly lower than at K0, since only the torque of the second electric machine EM2 has to be supported. The shifting force that has to be applied by the fifth actuating device S5 is consequently also lower. The seventh clutch K1 can, for example, also be a magnetic clutch instead of a claw clutch.

11 zeigt die zugehörige Schalttabelle. Es ist zu erkennen, dass für sämtliche Betriebszustände, wie sie auch in den Schalttabellen der 6 und 9 gezeigt sind, die siebte Kupplung K1 geöffnet oder geschlossen sein kann. Gegebenenfalls kann bei geschlossener siebter Kupplung K1 der Komfort erhöht werden, da die zweite Elektromaschine die Verbrennungsmotor-Drehzahlregelung dann bei Schaltungen in den Hybrid-Gangstufen unterstützen kann. 11 shows the associated switching table. It can be seen that for all operating states, as they are also in the switching tables 6 and 9 are shown, the seventh clutch K1 can be opened or closed. If necessary, comfort can be increased when the seventh clutch K1 is closed, since the second electric machine can then support the combustion engine speed control when shifting in the hybrid gears.

In 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10' gezeigt.In 12 Another embodiment of a hybrid transmission assembly 10' is shown.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10' der 12 ist die Verbindung zwischen der ersten Elektromaschine EM1 über das zweite Zugmittel (oder einen entsprechenden Radsatz) zu der zweiten Welle 14 über ein separates Zahnrad 40b gelöst, das drehfest mit der zweiten Welle 14 verbunden ist und das axial versetzt zu einem Zahnrad 40a angeordnet ist, das Bestandteil des zweiten Stirnradsatzes ST2 ist. Mit anderen Worten liegt der zweite Stirnradsatz ST2 in einer Radialebene r2a, und das zweite Zugmittel (oder Radsatz) liegt in einer zusätzlichen Radialebene r2b.In the hybrid transmission assembly 10 'of 12 the connection between the first electric machine EM1 via the second traction mechanism (or a corresponding wheel set) to the second shaft 14 is released via a separate gear wheel 40b, which is non-rotatably connected to the second shaft 14 and which is arranged axially offset with respect to a gear wheel 40a, which is part of the second spur gear set ST2. In other words, the second spur gear ST2 lies in a radial plane r2a, and the second traction mechanism (or wheel set) lies in an additional radial plane r2b.

Hierdurch kann die erste Elektromaschine unabhängig von der Position der Übersetzung des zweiten Stirnradsatzes ST2 angebunden werden.As a result, the first electric machine can be connected independently of the position of the translation of the second spur gear set ST2.

In 12 ist ferner gezeigt, dass die Verbrennungsmotor-Antriebswelle An und die erste Welle 12' in einer umgekehrten axialen Anordnung realisierbar sind, so dass der Schwingungstilger ST nicht wie bei der Ausführungsform der 3 in der achten Radialebene r8 liegt, sondern in der in 12 nicht näher dargestellten fünften Radialebene r5.In 12 is also shown that the internal combustion engine drive shaft to and the first shaft 12 'can be realized in a reverse axial arrangement, so that the vibration damper ST is not as in the embodiment of FIG 3 lies in the eighth radial plane r8, but in the in 12 fifth radial plane r5 not shown in detail.

In 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10" gezeigt.In 13 Another embodiment of a hybrid transmission assembly 10'' is shown.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10" sind die Radialebenen r6" und r8" gegenüber der Anordnung der 3 vertauscht.In the hybrid transmission assembly 10 "are the radial planes r6" and r8" compared to the arrangement of 3 reversed.

Mit anderen Worten liegt die dritte Kupplung C" in axialer Richtung zwischen der vierten Kupplung D und dem Zahnrad 44 des dritten Stirnradsatzes ST3. Ferner bildet die sechste Radialebene r6" die in axialer Richtung äußerste Radialebene der Hybrid-Getriebeanordnung 10". Hierbei kann das erste Zugmittel Z1" axial an der Vorgelegewellenanordnung 18, 24, 26 vorbeigeführt werden, und zwar unabhängig vom räumlichen Schwenkungswinkel der Vorgelegewellenanordnung.In other words, the third clutch C" is in the axial direction between the fourth clutch D and the gear 44 of the third spur gear set ST3. Furthermore, the sixth radial plane r6" forms the outermost radial plane of the hybrid transmission arrangement 10 in the axial direction". Pulling means Z1" are guided axially past the countershaft arrangement 18, 24, 26, regardless of the spatial pivoting angle of the countershaft arrangement.

Weiterhin ist die sechste Welle 22" als einfache Hohlwelle realisierbar. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 3 ist die sechste Welle 22" nämlich nicht axial um die dritte Welle 16 herum angeordnet.Furthermore, the sixth shaft 22" can be implemented as a simple hollow shaft. In contrast to the embodiment of FIG 3 namely, the sixth shaft 22" is not arranged axially around the third shaft 16.

Die Ausführungsform der 13 kann einen verringerten Kettenraddurchmesser realisieren, was Vorteile in der räumlichen Kettenführung und -anbindung ermöglichen kann.The embodiment of 13 can realize a reduced sprocket diameter, which can enable advantages in the spatial chain guidance and connection.

In 14 ist eine weitere Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10''' gezeigt. Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10''' ist gegenüber der Ausführungsform der 3 insbesondere die axiale Reihenfolge der Radialebenen r3''', r4''' und r5''' anders realisiert.In 14 Another embodiment of a hybrid transmission assembly 10''' is shown. In the hybrid transmission assembly 10''' is opposite the embodiment of the 3 in particular the axial sequence of the radial planes r3''', r4''' and r5''' is implemented differently.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10''' ist die fünfte Radialebene r5''' mit den Kupplungen A, B (erstes Doppelelement) und D (sowie optional E, dann vorzugsweise als zweites Doppelelement) benachbart zu der zweiten Radialebene r2 angeordnet. Die dritte Radialebene r3''' ist benachbart zu der fünften Radialebene r5''' angeordnet und beinhaltet den ersten Planetenradsatz PS1. Das zweite Glied H1''' des ersten Planetenradsatzes PS1 ist auf einer axialen Seite mit der fünften Welle 20 verbunden, und auf der anderen axialen Seite mit der Kupplung D (und optional E).In the hybrid transmission arrangement 10''', the fifth radial plane r5''' with the clutches A, B (first double element) and D (and optionally E, then preferably as a second double element) is arranged adjacent to the second radial plane r2. The third radial plane r3''' is arranged adjacent to the fifth radial plane r5''' and includes the first planetary gear set PS1. The second member H1''' of the first planetary gear set PS1 is connected to the fifth shaft 20 on one axial side and to the clutch D (and optionally E) on the other axial side.

Die vierte Radialebene r4''' ist zwischen der dritten Radialebene r3''' und der sechsten Radialebene r6 angeordnet. In der vierten Radialebene r4''' ist der erste Stirnradsatz ST1 angeordnet.The fourth radial plane r4''' is arranged between the third radial plane r3''' and the sixth radial plane r6. The first spur gear set ST1 is arranged in the fourth radial plane r4'''.

Bei dieser Ausführungsform ist die vierte Welle 18''' als Hohlwellenabschnitt um die siebte Welle 24''' herum angeordnet, und die achte Welle 26''' ist als Hohlwellenabschnitt um die siebte Welle 24''' herum angeordnet.In this embodiment, the fourth shaft 18"' is arranged as a hollow shaft section around the seventh shaft 24"', and the eighth shaft 26"' is arranged as a hollow shaft section around the seventh shaft 24'''.

Das Zahnrad 42''' ist als Festrad an der siebten Welle 24''' angebracht und nicht als Losrad ausgebildet wie bei der Ausführungsform der 3. Das Zahnrad 38''' ist nach der Art eines Losrades ausgebildet, das an der Welle 24''' gelagert ist. Das Losrad 38''' ist jedoch wie bei den vorherigen Ausführungsformen drehfest mit der vierten Welle 18''' verbunden.The gear wheel 42''' is attached to the seventh shaft 24''' as a fixed wheel and is not designed as a loose wheel as in the embodiment of FIG 3 . The gear wheel 38''' is designed in the manner of a loose wheel which is mounted on the shaft 24'''. However, as in the previous embodiments, the idler gear 38''' is non-rotatably connected to the fourth shaft 18'''.

In 15 ist eine weitere Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10IV gezeigt. Diese Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform der 14. Im Unterschied hierzu weist das zweite Glied H1IV des ersten Planetenradsatzes PS1 zusätzlich eine Außenverzahnung auf, in die das Zahnrad 34 des ersten Stirnradsatzes ST1 greift. Der erste Stirnradsatz ST1 benötigt also das Zahnrad 36 nicht bzw. dieses ist durch das zweite Glied H1IV gebildet. Folglich sind die Radialebenen r3''' und r4''' der 14 in eine einzelne Radialebene r4IV verschmolzen.In 15 Another embodiment of a hybrid transmission assembly 10 IV is shown. This embodiment is based on the embodiment of FIG 14 . In contrast to this, the second link H1 IV of the first planetary gear set PS1 also has external teeth, into which the gear wheel 34 of the first spur gear set ST1 engages. The first spur gear ST1 therefore does not need the gear 36 or this is formed by the second member H1 IV . Consequently, the radial planes r3''' and r4''' are the 14 merged into a single radial plane r4 IV .

Das zweite Glied H1 IV des ersten Planetenradsatzes PS1 ist auf einer axialen Seite sowohl mit der fünften Welle 20IV verbunden, als auch mit der Kupplung D (und optional E). Die fünfte Welle20IV weist bei der Ausführungsform der 15 folglich nur einen Abschnitt auf der den Kupplungen D bzw. E zugewandten Seite auf.The second member H1 IV of the first planetary gear set PS1 is connected on an axial side both to the fifth shaft 20 IV and to the clutch D (and optionally E). The fifth wave 20 IV has in the embodiment of 15 consequently only a section on the side facing the clutches D or E.

Die 16 und 17 stellen besonders bevorzugte Ausführungsformen von Hybrid-Getriebeanordnungen 10V bzw. 10VI dar. Die Hybrid-Getriebeanordnung 10V der 16 basiert konzeptionell auf der Hybrid-Getriebeanordnung 10III der 14. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.the 16 and 17 represent particularly preferred embodiments of hybrid transmission assemblies 10 V and 10 VI . The hybrid transmission assembly 10 V of 16 is conceptually based on the hybrid transmission arrangement 10 III of 14 . The main differences are explained below.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10V ist der erste Planetenradsatz PS1 in einer Radialebene r3V angeordnet, die unmittelbar benachbart ist zu der ersten Radialebene r1. Die dritte Radialebene r3V liegt folglich in axialer Richtung zwischen den Radialebenen r1 und r2.In the case of the hybrid transmission arrangement 10 V , the first planetary gear set PS1 is arranged in a radial plane r3 V which is immediately adjacent to the first radial plane r1. The third radial plane r3 V consequently lies in the axial direction between the radial planes r1 and r2.

Die zweite Welle 14V ist folglich als Hohlwelle um die fünfte Welle 20V herum angeordnet, die als Hohlwelle um die dritte Welle 16 herum angeordnet ist. Die zweite Welle 14V ist mit dem ersten Glied (Sonnenrad) des ersten Planetenradsatzes PS1 über einen Steg verbunden, der den ersten Planetenradsatz PS1 und damit das zweite Glied H1V axial übergreift. Mit anderen Worten ist die zweite Welle 14V auf der axialen Seite des ersten Planetenradsatzes PS1 mit dem ersten Glied S1V verbunden, die dem zweiten Planetenradsatz PS2 zugewandt ist. Auf der gegenüberliegenden axialen Seite sind das dritte Glied PT1 mit der dritten Welle 16 und das zweite Glied H1V mit der fünften Welle 20V verbunden.The second shaft 14V is consequently arranged as a hollow shaft around the fifth shaft 20V , which is arranged as a hollow shaft around the third shaft 16. The second shaft 14V is connected to the first member (sun gear) of the first planetary gearset PS1 via a web which axially overlaps the first planetary gearset PS1 and thus the second member H1V. In other words, the second shaft 14V is connected to the first member S1V on the axial side of the first planetary gear set PS1 that faces the second planetary gear set PS2. On the opposite axial side, the third link PT1 is connected to the third shaft 16 and the second link H1V is connected to the fifth shaft 20V .

Die axiale Anordnung der Kupplungen D, E ist gegenüber der Anordnung der 14 vertauscht, wobei das das Doppelelement D, E einfacher (ohne Übergriff) aufgebaut ist.The axial arrangement of the clutches D, E is compared to the arrangement of 14 interchanged, the double element D, E being simpler (without overlap).

Die Hybrid-Getriebeanordnung 10VI der 17 ist ähnlich aufgebaut wie die Hybrid-Getriebeanordnung 10V der 16. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.The hybrid transmission assembly 10 VI of 17 is constructed similarly to the hybrid transmission arrangement 10 V of 16 . The main differences are explained below.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10VI sind die Kupplungen D, E nicht in der Radialebene r5''' angeordnet wie bei der Ausführungsform der 16. Vielmehr ist die fünfte Radialebene in eine Radialebene r5a und eine Radialebene r5b aufgeteilt. Die Radialebene r5a entspricht der Radialebene r5III der 16 und liegt zwischen den Radialebenen r2 und r4III. Die weitere Radialebene r5b ist zwischen der Radialebene r4III und der Radialebene r6 angeordnet. In der weiteren Radialebene r5b sind die Kupplungen D, E in Form eines Doppelelementes angeordnet.In the case of the hybrid transmission arrangement 10 VI , the clutches D, E are not arranged in the radial plane r5''' as in the embodiment of FIG 16 . Rather, the fifth radial plane is divided into a radial plane r5a and a radial plane r5b. The radial plane r5a corresponds to the radial plane r5 III 16 and lies between the radial planes r2 and r4 III . The further radial plane r5b is arranged between the radial plane r4 III and the radial plane r6. In the other radial plane r5b, the clutches D, E are arranged in the form of a double element.

Die fünfte Schaltkupplung E ist bei den beiden Varianten der 16 und 17 optional. Beiden Varianten ist gleichermaßen zu eigen, dass der erste Planetenradsatz PS1 nunmehr nicht mehr zwischen der Hauptwellenanordnung (mit den Wellen 16, 20, 22, 14 etc.) und der Vorgelegewellenanordnung (mit den Wellen 18, 26, 24 etc.) liegt. Folglich kann ein geringerer Achsabstand realisiert werden.The fifth clutch E is in the two variants 16 and 17 optional. Both variants have the same characteristic that the first planetary gear set PS1 is no longer located between the main shaft arrangement (with the shafts 16, 20, 22, 14, etc.) and the countershaft arrangement (with the shafts 18, 26, 24, etc.). As a result, a smaller center distance can be realized.

Ferner ist bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10V der 16 das Doppelelement D, E konventionell (ohne Übergriff) realisierbar.Furthermore, in the hybrid transmission assembly 10 V of 16 the double element D, E can be realized conventionally (without overlap).

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10VI der 17 ist das Doppelelement D, E (oder nur die Kupplung D) versetzt angeordnet. Hierdurch ergeben sich axial versetzte Ebenen für die Betätigung der Kupplungen A, B, D und optional E. Diese verteilte Anordnung führt zu einer freieren Anordnungsmöglichkeit der Betätigungseinrichtungen/Aktuatorik.In the hybrid transmission arrangement 10 VI of 17 the double element D, E (or just the clutch D) is offset. This results in axially offset planes for the actuation of clutches A, B, D and optionally E. This distributed arrangement leads to a freer arrangement option for the actuation devices/actuators.

In 18 ist eine weitere Schalttabelle gezeigt, die zusätzlich zu den Gangstufen E1 und E2, wie sie auch in den vorherigen Schalttabellen beschrieben worden sind, zwei Elektro-Gangstufen EZ1 und EZ2 beinhaltet.In 18 Another shift table is shown which, in addition to the gear stages E1 and E2, as they have also been described in the previous shift tables, contains two electric gear stages EZ1 and EZ2.

Diese Ausführungsform ist dann realisierbar, wenn sowohl die sechste Kupplung K0 als auch die fünfte Kupplung E vorgesehen sind. In diesem Fall kann im reinen elektromotorischen Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine EM1 auf vier mechanische Gänge zurückgegriffen werden. Ein Zu-Starten des Verbrennungsmotors in den Elektro-Gangstufen EZ1 und EZ2 ist allerdings dann nur mit Zugkraftunterbrechung möglich.This embodiment can be implemented if both the sixth clutch K0 and the fifth clutch E are provided. In this case, four mechanical gears can be used in purely electric driving mode by means of the first electric machine EM1. However, starting the combustion engine in the electric gears EZ1 and EZ2 is then only possible with an interruption in traction.

19 zeigt eine Abwandlung der Hybrid-Getriebe-Anordnungen der 16 und 17. Bei der Abwandlung der 19 ist die zweite Welle 14VII mit dem ersten Glied S1VII auf der dem zweiten Planetenradsatz PS2 abgewandten axialen Seite des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden. Die fünfte Welle 20VII verläuft axial durch das erste Glied S1VII hindurch und ist auf der dem zweiten Planetenradsatz PS2 zugewandten axialen Seite des ersten Planetenradsatzes PS1 mit dem zweiten Glied H1VII verbunden. Die dritte Welle 16 ist auf der dem zweiten Planetenradsatz PS2 abgewandten axialen Seite des ersten Planetenradsatzes PS1 mit dem dritten Glied PT1VII verbunden, und ist dabei mit dem dritten Glied PT1 VII über einen Steg verbunden, der den ersten Planetenradsatz PS1 und dessen zweites Glied H1VII axial übergreift. 19 shows a modification of the hybrid transmission assemblies 16 and 17 . When modifying the 19 the second shaft 14 VII is connected to the first member S1 VII on the axial side of the first planetary gear set PS1 facing away from the second planetary gear set PS2. The fifth shaft 20 VII runs axially through the first member S1 VII and is connected to the second member H1 VII on the axial side of the first planetary gear set PS1 facing the second planetary gear set PS2. The third shaft 16 is connected to the third element PT1 VII on the axial side of the first planetary gear set PS1 facing away from the second planetary gear set PS2, and is connected to the third element PT1 VII via a web which connects the first planetary gear set PS1 and its second element H1 VII overlaps axially.

Bei der Abwandlung der 19 wurde also die Anbindung des ersten Planetenradsatzes PS1 gegenüber den Ausführungen der 16 und 17 gespiegelt. Hierdurch kann eine radiale „Wand“ eingespart werden.When modifying the 19 So was the connection of the first planetary gear set PS1 compared to the versions of 16 and 17 mirrored. As a result, a radial "wall" can be saved.

20 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 10VIII. Die Hybrid-Getriebeanordnung 10VIII ist ähnlich aufgebaut wie die Hybrid-Getriebeanordnung 10III der 14. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert. 20 10 shows another embodiment of a hybrid transmission assembly 10 VIII . The hybrid transmission assembly 10 VIII is constructed similarly to the hybrid transmission assembly 10 III 14 . The main differences are explained below.

Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10VIII ist die erste Elektromaschine EM1 an ihrer Abtriebswelle (neunte Welle 28) mit einem Festrad verbunden, das direkt mit dem Zahnrad 38III des Stirnradsatzes ST2 in Eingriff steht. Diese Abwandlung ist auch bei den anderen Hybrid-Getriebeanordnungen anwendbar.In the case of the hybrid transmission arrangement 10 VIII , the first electric machine EM1 is connected at its output shaft (ninth shaft 28) to a fixed wheel which meshes directly with the gear 38 III of the spur gear set ST2. This modification is also applicable to the other hybrid transmission assemblies.

Die fünfte Kupplung E ist wie bei den anderen Ausführungsformen optional.The fifth clutch E is optional as in the other embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Hybrid-GetriebeanordnungHybrid gear arrangement
1212
erste Wellefirst wave
1414
zweite Wellesecond wave
1616
dritte Wellethird wave
1818
vierte Wellefourth wave
2020
fünfte Wellefifth wave
2222
sechste Wellesixth wave
2424
siebte Welleseventh wave
2626
achte Welleeighth wave
2828
neunte Welleninth wave
3030
zehnte Welletenth wave
34 - 4234 - 42
Zahnräder gears
EM1EM1
erste Elektromaschinefirst electric machine
EM2EM2
zweite Elektromaschine (HVSG)second electric machine (HVSG)
AGInc
Ausgleichsgetriebedifferential
AnOn
Verbrennungsmotorwellecombustion engine shaft
AA
erste Kupplungfirst clutch
BB
zweite Kupplungsecond clutch
CC
dritte Kupplungthird clutch
DD
vierte Kupplungfourth clutch
EE
fünfte Kupplungfifth clutch
K0K0
sechste Kupplungsixth clutch
K1K1
siebte Kupplungseventh clutch
PS1PS1
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
PS2PS2
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
S1,S2S1,S2
Sonnenradsun gear
Ho1,Ho2Ho1,Ho2
Hohlradring gear
PT1, PT2PT1, PT2
Planetenträgerplanet carrier
ST1 -ST3ST1-ST3
Stirnradsätzespur gear sets
Z1Z1
erstes Zugmittel (Kette) (oder Radsatz)first traction device (chain) (or wheelset)
Z2Z2
zweites Zugmittel (oder Radsatz)second traction device (or wheelset)
Z3Z3
drittes Zugmittel (oder Radsatzthird means of traction (or wheelset
AW1AW1
erste Seitenwellefirst side wave
Aw2Aw2
zweite Seitenwellesecond side wave
Ab1, Ab2Ab1, Ab2
Abtriebswellen zu AW1 ,AW2Output shafts to AW1, AW2
STST
Schwingungstilgervibration damper
S1-S5S1-S5
Betätigungseinrichtungen (Aktuatoren)Operating devices (actuators)
H1-H3H1-H3
Hybrid-GangstufenHybrid gears
E1, E2E1, E2
Elektro-Gangstufen (EM2)Electric Gears (EM2)
EZ1, EZ2EZ1, EZ2
Elektro-Gangstufen (EM2)Electric Gears (EM2)
EDAEDA
elektrodynamisches Anfahrenelectrodynamic starting
LiNLiN
Laden im NeutralShop in neutral
V3V3
Verbrennungsmotor-Gangstufe ICE gear ratio
a1a1
erste Achsefirst axis
a2a2
zweite Achsesecond axis
a3a3
dritte Achsethird axis
a4a4
vierte Achsefourth axis
a5a5
fünfte Achsefifth axis
r1r1
erste Radialebenefirst radial plane
r2r2
zweite Radialebenesecond radial plane
r3r3
dritte Radialebenethird radial plane
r4r4
vierte Radialebenefourth radial plane
r5r5
fünfte Radialebenefifth radial plane
r6r6
sechste Radialebenesixth radial plane
r7r7
siebte Radialebeneseventh radial plane
r8r8
achte Radialebeneeighth radial plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013215114 A1 [0006]DE 102013215114 A1 [0006]

Claims (15)

Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit: - einer ersten Welle (12) zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer Antriebsleistung, - einer zweiten Welle (14), die mit einer ersten Elektromaschine (EM1) verbunden ist, - einer dritten Welle (16) zum Ausgeben von Ausgangsleistung, - einer vierten Welle (18), die achsparallel versetzt zu der dritten Welle (16) ist, - einer fünften Welle (20), die über eine erste Kupplung (A) mit der ersten Welle (12) verbindbar ist, und - einem ersten Planetenradsatz (PS1), der ein erstes Glied (S1), ein zweites Glied (H1) und ein drittes Glied (PT1) aufweist, wobei die zweite Welle (14) über eine zweite Kupplung (B) mit der ersten Welle (12) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (14) mit dem ersten Glied (S1) verbunden ist, wobei die fünfte Welle (20) mit dem zweiten Glied (H1) verbunden ist, und wobei die dritte Welle (16) mit dem dritten Glied (PT1) verbunden ist.Hybrid transmission assembly for a motor vehicle, comprising: - a first shaft (12) for feeding in internal combustion engine drive power, - a second shaft (14) which is connected to a first electric machine (EM1), - a third shaft (16) for outputting output power, - a fourth shaft (18), which is axially offset and parallel to the third shaft (16), - A fifth shaft (20) which can be connected to the first shaft (12) via a first clutch (A), and - a first planetary gear set (PS1), which has a first member (S1), a second member (H1) and a third member (PT1), wherein the second shaft (14) can be connected to the first shaft (12) via a second clutch (B), the second shaft (14) being connected to the first member (S1), wherein the fifth shaft (20) is connected to the second member (H1), and wherein the third shaft (16) is connected to the third member (PT1). Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Welle (12) mit einer sechsten Welle (22) verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder die vorzugsweise mit einer siebten Welle (24) verbunden ist.hybrid transmission arrangement claim 1 , wherein the first shaft (12) is connected to a sixth shaft (22) which is preferably arranged coaxially to the third shaft (16) and/or which is preferably connected to a seventh shaft (24). Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 2, wobei die sechste Welle (22) über eine dritte Kupplung (C) mit der dritten Welle (16) verbindbar ist und/oder wobei die siebte Welle (24) koaxial zu der vierten Welle (18) angeordnet ist.hybrid transmission arrangement claim 2 , wherein the sixth shaft (22) can be connected to the third shaft (16) via a third clutch (C) and/or wherein the seventh shaft (24) is arranged coaxially to the fourth shaft (18). Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Welle (12) im Bereich von einem ersten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung (10) angeordnet ist und/oder wobei die zweite Welle (14) im Bereich von einem zweiten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung (10) angeordnet ist und/oder wobei der erste Planetenradsatz (PS1) in axialer Richtung entweder zwischen der ersten Welle (12) und der zweiten Welle (14) angeordnet ist oder auf einer der ersten Welle gegenüberliegenden axialen Seite einer Radialebene, über die die erste Elektromaschine mit der zweiten Welle verbunden ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 until 3 wherein the first shaft (12) is arranged in the area of a first axial end of the hybrid transmission arrangement (10) and/or wherein the second shaft (14) is arranged in the area of a second axial end of the hybrid transmission arrangement (10). and/or wherein the first planetary gear set (PS1) is arranged in the axial direction either between the first shaft (12) and the second shaft (14) or on an axial side of a radial plane opposite the first shaft, via which the first electric machine is connected to the second shaft is connected. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwei Glieder (PT1, H1) von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes (PS1) mittels einer vierten Kupplung (D) miteinander verbindbar sind und/oder wobei ein Glied (H1) von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes (PS1) mittels einer fünften Kupplung (E) an einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung (10) festlegbar ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 until 4 , wherein two members (PT1, H1) from the first to third members of the first planetary gear set (PS1) can be connected to one another by means of a fourth clutch (D) and/or wherein one member (H1) from the first to third members of the first planetary gear set ( PS1) can be fixed to a housing of the hybrid transmission arrangement (10) by means of a fifth clutch (E). Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 5, wobei die vierte Kupplung (D) und/oder die fünfte Kupplung (E) koaxial zu dem ersten PRS (PS1) angeordnet ist bzw. sind und/oder wobei die vierte Kupplung (D) und/oder die fünfte Kupplung (E) in axialer Richtung zwischen der ersten Welle (12) und der zweiten Welle (14) angeordnet ist bzw. sind.hybrid transmission arrangement claim 5 , wherein the fourth clutch (D) and/or the fifth clutch (E) is/are arranged coaxially to the first PRS (PS1) and/or wherein the fourth clutch (D) and/or the fifth clutch (E) in is or are arranged axially between the first shaft (12) and the second shaft (14). Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die fünfte Welle (20) mit einer achten Welle (26) verbunden ist, die koaxial zu der vierten Welle (18) angeordnet ist, und/oder wobei die fünfte Welle (20) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 until 6 , wherein the fifth shaft (20) is connected to an eighth shaft (26) which is arranged coaxially with the fourth shaft (18), and/or wherein the fifth shaft (20) is arranged coaxially with the third shaft (16). . Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die zweite Welle (14) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder wobei die zweite Welle (14) mit der vierten Welle (18) verbunden ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 7 , wherein the second shaft (14) is arranged coaxially to the third shaft (16) and/or wherein the second shaft (14) is connected to the fourth shaft (18). Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die erste Kupplung (A) und die zweite Kupplung (B) koaxial zu der vierten Welle (18) angeordnet sind und/oder wobei die erste Kupplung (A) und die zweite Kupplung (B) als Doppelschaltelement ausgebildet sind.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 8th , wherein the first clutch (A) and the second clutch (B) are arranged coaxially to the fourth shaft (18) and / or wherein the first clutch (A) and the second clutch (B) are designed as a double shift element. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die erste Elektromaschine (EM1) koaxial zu einer neunten Welle (28) angeordnet ist, die mit der zweiten Welle (14) verbunden ist, und/oder wobei die erste Elektromaschine (EM1) axial mit wenigstens einem Radsatz (ST1, ST3) der Hybrid-Getriebeanordnung (10) und/oder mit der ersten Welle (12) überlappt.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 9 , wherein the first electric machine (EM1) is arranged coaxially to a ninth shaft (28) which is connected to the second shaft (14), and/or wherein the first electric machine (EM1) is connected axially to at least one wheel set (ST1, ST3) the hybrid transmission assembly (10) and / or overlaps with the first shaft (12). Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, wobei eine zweite Elektromaschine (EM2) koaxial zu einer zehnten Welle (30) angeordnet ist, die mit der ersten Welle (14) verbunden oder über eine siebte Kupplung (K1) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 10 , A second electric machine (EM2) being arranged coaxially to a tenth shaft (30) which is connected to the first shaft (14) or can be connected to the first shaft (14) via a seventh clutch (K1). Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die dritte Welle (16) über ein Konstant-Übersetzung mit einem Eingangsglied eines Ausgleichsgetriebes (AG) zum Verteilen von Antriebsleistung verbunden ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 11 , wherein the third shaft (16) is connected via a constant transmission to an input member of a differential (AG) for distributing drive power. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 12, wobei die Konstant-Übersetzung einen zweiten Planetenradsatz (PS2) aufweist und/oder wobei das Ausgleichsgetriebe (AG) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder wobei die Konstant-Übersetzung in axialer Richtung zwischen der dritten Welle (16) und dem Ausgleichsgetriebe (AG) angeordnet ist.hybrid transmission arrangement claim 12 , wherein the constant translation has a second planetary gear set (PS2) and / or wherein the differential gear (AG) is arranged coaxially to the third shaft (16) and / or wherein the constant translation in the axial direction between the third th shaft (16) and the differential gear (AG) is arranged. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-13, wobei die erste Welle (12) mit einem Ausgangsglied einer sechsten Kupplung (K0) verbunden ist, in deren Eingangsglied verbrennungsmotorische Leistung einspeisbar ist.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 13 , wherein the first shaft (12) is connected to an output element of a sixth clutch (K0), in the input element of which internal combustion engine power can be fed. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1-14, wobei die Kupplungen (A,B,C,D,E,KO,K1) der Hybrid-Getriebeanordnung zumindest überwiegend, vorzugsweise sämtlich als Klauenkupplungen ausgebildet sind.Hybrid transmission arrangement according to one of Claims 1 - 14 , wherein the clutches (A, B, C, D, E, KO, K1) of the hybrid transmission arrangement are at least predominantly, preferably all, designed as claw clutches.
DE102021201871.8A 2021-02-26 2021-02-26 Hybrid gear arrangement Pending DE102021201871A1 (en)

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