DE102021205926A1 - Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device - Google Patents
Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021205926A1 DE102021205926A1 DE102021205926.0A DE102021205926A DE102021205926A1 DE 102021205926 A1 DE102021205926 A1 DE 102021205926A1 DE 102021205926 A DE102021205926 A DE 102021205926A DE 102021205926 A1 DE102021205926 A1 DE 102021205926A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gear
- transmission device
- input shaft
- hybrid transmission
- planetary gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 224
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 75
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 35
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 5
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
- F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/44—Series-parallel type
- B60K6/448—Electrical distribution type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Hybridgetriebevorrichtung (1), aufweisend• eine erste Getriebeeingangswelle (2) zur Anbindung eines Verbrennungsmotors (3),• eine zweite Getriebeeingangswelle (4) zur Anbindung eines Rotors einer Elektromaschine (5),• ein Überlagerungsgetriebe (6), das achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle (2) und zu der zweiten Getriebeeingangswelle (4) angeordnet ist, wobei das Überlagerungsgetriebe (6) zumindest einen ersten Planetenradsatz (P1) mit einem Sonnenrad (P11), einem Hohlrad (P12) und einem Planetenträger (P13) mit mehreren Planetenrädern (P14) aufweist,• ein Gangwechselgetriebe (7), das achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle (2) und zu der zweiten Getriebeeingangswelle (4) angeordnet ist, wobei das Gangwechselgetriebe (7) drei Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) und zumindest vier formschlüssige Schaltelemente (A, B, C, D) zur Schaltung von drei verbrennungsmotorischen Gängen und zumindest einem elektromotorischen Gang aufweist,• ein Differenzial (8) mit einer ersten und zweiten Seitenwelle (9a, 9b),• genau eine Vorgelegewelle (20) auf der ein Losrad (21) und ein Festrad (22) angeordnet sind, wobei das Losrad (21) mittels des ersten Schaltelements (A) mit der Vorgelegewelle (20) drehfest verbindbar ist, und• eine Hauptabtriebswelle (10), die koaxial zum Überlagerungsgetriebe (6) angeordnet ist, wobei sich die zweite Seitenwelle (9b) axial zumindest durch die Hauptabtriebswelle (8) und das Überlagerungsgetriebe (6) erstreckt.Hybrid transmission device (1), having• a first transmission input shaft (2) for connecting an internal combustion engine (3),• a second transmission input shaft (4) for connecting a rotor of an electric machine (5),• a superposition gear (6) which is axis-parallel to the first Transmission input shaft (2) and the second transmission input shaft (4) is arranged, wherein the superposition gear (6) at least a first planetary gear set (P1) with a sun gear (P11), a ring gear (P12) and a planetary carrier (P13) with several planetary gears ( P14), • a change-speed gearbox (7), which is arranged axially parallel to the first gearbox input shaft (2) and to the second gearbox input shaft (4), the change-speed gearbox (7) having three pairs of spur gears (ST1, ST2, ST3) and at least four interlocking has switching elements (A, B, C, D) for switching three internal combustion engine gears and at least one electric motor gear,• a differential (8) with a first and z wide side shaft (9a, 9b),• exactly one countershaft (20) on which a loose wheel (21) and a fixed wheel (22) are arranged, the loose wheel (21) being connected to the countershaft (20) by means of the first switching element (A) can be connected in a torque-proof manner, and• a main output shaft (10) which is arranged coaxially with the superimposed gear (6), the second side shaft (9b) extending axially at least through the main output shaft (8) and the superimposed gear (6).
Description
Die Erfindung betrifft eine Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Getriebeanordnung und wenigstens eine Elektromaschine, wobei die Getriebeanordnung ein Überlagerungsgetriebe, ein Gangwechselgetriebe und ein Differenzial aufweist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Hybridgetriebevorrichtung.The invention relates to a hybrid transmission device for a motor vehicle, having a transmission arrangement and at least one electric machine, the transmission arrangement having a superimposed transmission, a gear change transmission and a differential. Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with such a hybrid transmission device.
Bei der Realisierung von Getrieben gibt es zwei unterschiedliche Ansätze. Zum einen können die Getriebe möglichst langbauend aber in radialer Richtung kurz für eine Heck-Längs-Anordnung im Fahrzeug ausgebildet werden. Alternativ ist es bekannt, für eine Front-Quer-Anordnung im Fahrzeug die Getriebe axial kurz aber in radialer Richtung länger auszubilden. Weiterhin ist es bekannt, Antriebsstränge dadurch zu hybridisieren, dass mindestens eine Elektromaschine im Fahrzeug vorgesehen ist, die ein Drehmoment über das Getriebe in den Antriebsstrang einleiten kann.There are two different approaches to the realization of transmissions. On the one hand, the transmissions can be designed to be as long as possible but short in the radial direction for a rear-longitudinal arrangement in the vehicle. Alternatively, it is known for a front-transverse arrangement in the vehicle to form the transmission so that it is axially short but longer in the radial direction. It is also known to hybridize drive trains by providing at least one electric machine in the vehicle, which can introduce torque into the drive train via the transmission.
Beispielsweise offenbart die
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Insbesondere soll die Hybridgetriebevorrichtung kompakt ausgebildet sein und in einer Front-Quer-Anordnung im Kraftfahrzeug verbaut werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der davon abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object of the invention is to provide an alternative hybrid transmission device for a motor vehicle. In particular, the hybrid transmission device should be of compact design and able to be installed in a front-transverse arrangement in the motor vehicle. The object is achieved by the subject matter of
Eine erfindungsgemäße Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfasst zumindest eine erste Getriebeeingangswelle zur Anbindung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, zumindest eine zweite Getriebeeingangswelle zur Anbindung eines Rotors einer Elektromaschine, ein Überlagerungsgetriebe, das achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle und zu der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet und zur Verbindung mit der Elektromaschine eingerichtet ist, wobei das Überlagerungsgetriebe zumindest einen ersten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger mit mehreren Planetenrädern aufweist, ein Gangwechselgetriebe, das achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle und zu der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet und zur Verbindung mit dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist, wobei das Gangwechselgetriebe ein erstes Stirnradpaar, ein zweites Stirnradpaar sowie ein drittes Stirnradpaar und zumindest ein erstes formschlüssiges Schaltelement, ein zweites formschlüssiges Schaltelement, ein drittes formschlüssiges Schaltelement sowie ein viertes formschlüssiges Schaltelement zur Schaltung von drei verbrennungsmotorischen Gängen und zumindest einem elektromotorischen Gang aufweist, ein Differenzial mit einer ersten Seitenwelle und einer zweiten Seitenwelle, wobei die Seitenwellen zur Anbindung eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs eingerichtet sind, genau eine Vorgelegewelle auf der zumindest ein Losrad und zumindest ein Festrad angeordnet sind, wobei das mindestens eine Losrad mittels des ersten Schaltelements mit der Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist, und eine Hauptabtriebswelle, die koaxial zum Überlagerungsgetriebe angeordnet ist, wobei sich die zweite Seitenwelle axial zumindest durch die Hauptabtriebswelle und das Überlagerungsgetriebe erstreckt.A hybrid transmission device according to the invention for a motor vehicle comprises at least a first transmission input shaft for connecting a crankshaft of an internal combustion engine, at least a second transmission input shaft for connecting a rotor of an electric machine, a superimposed transmission, which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft and to the second transmission input shaft and for connection to the Electric machine is set up, wherein the superposition gearing has at least a first planetary gear set with a sun gear, a ring gear and a planet carrier with a plurality of planetary gears, a gear change gear which is arranged axially parallel to the first gear input shaft and to the second gear input shaft and is set up for connection to the internal combustion engine, wherein the gear change transmission has a first pair of spur gears, a second pair of spur gears and a third pair of spur gears and at least one first positive-locking shifting element second positive-locking shifting element, a third positive-locking shifting element and a fourth positive-locking shifting element for shifting three internal combustion engine gears and at least one electric motor gear, a differential with a first side shaft and a second side shaft, the side shafts being set up to connect a respective wheel of the motor vehicle, Exactly one countershaft on which at least one idler wheel and at least one fixed wheel are arranged, wherein the at least one idler wheel can be connected in a torque-proof manner to the countershaft by means of the first shifting element, and a main output shaft, which is arranged coaxially with the superimposition gear, with the second side shaft extending axially at least through extends the main output shaft and the superposition gear.
Unter einer Anbindung eines Bauteils oder einer Vorrichtung an einem anderen Bauteil oder an einer anderen Vorrichtung ist zu verstehen, dass diese Bauteile oder Vorrichtungen entweder unmittelbar miteinander verbunden sind oder über mindestens ein weiteres Bauteil miteinander verbunden sein können. Beispielsweise ist die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden. Beispielsweise ist der Rotor bzw. die Rotorwelle der Elektromaschine drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden. Unter einer drehfesten Verbindung ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche Drehzahl und Drehmoment überträgt. Durch drehfeste Verbindungen wird die Kompaktheit erhöht und das Gewicht der Hybridgetriebevorrichtung verringert.A connection of a component or a device to another component or to another device is to be understood as meaning that these components or devices are either directly connected to one another or can be connected to one another via at least one further component. For example, the crankshaft of the internal combustion engine is non-rotatably connected to the first transmission input shaft. For example, the rotor or the rotor shaft of the electric machine is connected to the second transmission input shaft in a torque-proof manner. A non-rotatable connection is a non-switchable connection between two components that transmits speed and torque. Through non-rotatable connections, the Kom increases compactness and reduces the weight of the hybrid transmission device.
Dadurch, dass die Hybridgetriebevorrichtung nur eine einzige Vorgelegewelle aufweist, wird in radialer Richtung Bauraum eingespart. Insbesondere ist die Vorgelegewelle achsparallel zur Hauptabtriebswelle sowie zu der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet. Beispielsweise ist die Vorgelegewelle radial zwischen der Abtriebsachse mit den beiden Seitenwellen und der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet.The fact that the hybrid transmission device has only a single countershaft saves installation space in the radial direction. In particular, the countershaft is arranged axially parallel to the main output shaft and to the first and second transmission input shaft. For example, the countershaft is arranged radially between the output shaft with the two side shafts and the first transmission input shaft.
Die vom Verbrennungsmotor und/oder der ersten Elektromaschine erzeugte Antriebsleistung wird im Überlagerungsgetriebe zusammengeführt bzw. überlagert und über die Hauptabtriebswelle auf das Differenzial übertragen, wobei die Antriebsleistung im Differenzial auf die beiden Seitenwellen aufgeteilt und an ein mit der jeweiligen Seitenwelle wirkverbundenes Antriebsrad des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Die Hauptabtriebswelle ist insbesondere als Hohlwelle ausgebildet. Insbesondere sind die Seitenwellen des Differenzials als Zentralwellen ausgebildet. Das Überlagerungsgetriebe kann dadurch vorteilhaft an die Differenzialachse positioniert werden, wobei die Hybridgetriebevorrichtung dadurch kompakter wird. Das Differenzial kann beispielsweise als Kugeldifferenzial, Stirnraddifferenzial oder Planetenraddifferenzial ausgebildet sein. Die Seitenwellen sind gemeinsam auf einer Abtriebsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet sind. Somit sind das Differenzial und das Überlagerungsgetriebe koaxial zur Abtriebsachse angeordnet, wobei der Verbrennungsmotor und die erste Elektromaschine achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet sind.The drive power generated by the internal combustion engine and/or the first electric machine is brought together or superimposed in the superposition gear and transmitted to the differential via the main output shaft, with the drive power in the differential being divided between the two side shafts and transmitted to a drive wheel of the motor vehicle that is operatively connected to the respective side shaft . The main output shaft is designed in particular as a hollow shaft. In particular, the side shafts of the differential are designed as central shafts. As a result, the superposition gear can advantageously be positioned on the differential axis, with the hybrid gear device becoming more compact as a result. The differential can be designed, for example, as a ball differential, spur gear differential or planetary gear differential. The sideshafts are arranged together on an output axle of the motor vehicle, with the first transmission input shaft and the second transmission input shaft being arranged axially parallel to the output axle. Thus, the differential and the superposition gear are arranged coaxially to the output axis, with the internal combustion engine and the first electric machine being arranged axis-parallel to the output axis.
Bevorzugt weist die Hybridgetriebevorrichtung genau vier formschlüssige Schaltelemente auf. Beispielsweise sind alle Schaltelemente als Klauenkupplungen ausgebildet. In einem verbrennungsmotorischen Gang befindet sich das Kraftfahrzeug in einem verbrennungsmotorischen Betrieb allein mittels Verbrennungsmotor oder in einem hybridischen Betrieb in Kombination von Verbrennungsmotor und mindestens einer Elektromaschine. Unter einem Schaltelement ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten Zustand zum Trennen einer rotatorischen Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere Wellen und zumindest einen geschlossenen Zustand zum Übertragen eines Drehmoments und einer Drehzahl zwischen zwei Bauteilen, insbesondere Wellen aufweist.The hybrid transmission device preferably has exactly four positive-locking shifting elements. For example, all switching elements are designed as claw clutches. In an internal combustion engine gear, the motor vehicle is in internal combustion engine operation solely by means of the internal combustion engine or in hybrid operation in combination with an internal combustion engine and at least one electric machine. A switching element is a device that has at least one open state for separating a rotational connection between two components, in particular shafts, and at least one closed state for transmitting torque and a speed between two components, in particular shafts.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hybridgetriebevorrichtung einen zweiten Planetenradsatz auf, der koaxial zum ersten Planetenradsatz sowie im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem Differenzial angeordnet ist, wobei der zweite Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenträger mit mehreren Planetenrädern aufweist. Der zweite Planetenradsatz erzeugt eine Konstantübersetzung, wobei der erste Planetenradsatz als Überlagerungsgetriebe dient, und wobei die beiden Planetenradsätze ein Planetengetriebe ausbilden.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission device has a second planetary gear set, which is arranged coaxially with the first planetary gear set and in the power flow between the first planetary gear set and the differential, the second planetary gear set having a sun gear, a ring gear and a planet carrier with a plurality of planet gears. The second planetary gear set generates a constant translation, with the first planetary gear set serving as a superposition gear, and with the two planetary gear sets forming a planetary gear.
Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise über das Gangwechselgetriebe an das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes oder an das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes angebunden werden. Insbesondere wird dazu mindestens ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen. Unter einem formschlüssigen Schaltelement ist ein Schaltelement zu verstehen, das zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere Wellen eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung der drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt.The internal combustion engine can be connected to the ring gear of the first planetary gear set or to the sun gear of the second planetary gear set, for example via the gear change transmission. In particular, at least one positive-locking switching element is closed for this purpose. A positive-locking shifting element is to be understood as meaning a shifting element which has teeth and/or claws for connecting two components, in particular shafts, which engage in a positive-locking manner to produce the non-rotatable connection, with a power flow being transmitted in a fully closed state mainly by a positive locking .
Vorzugsweise umfasst jeder Planetenradsatz mehrere Planetenräder, die drehbar an dem jeweiligen Planetenträger gelagert sind und mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmen bzw. im Zahneingriff sind. Durch die Kombination des Gangwechselgetriebes mit dem Überlagerungsgetriebe ergeben sich mehrere Funktionsmöglichkeiten für die Hybridgetriebevorrichtung, beispielsweise ein elektrodynamischer Anfahrmodus. Das Überlagerungsgetriebe dient insbesondere als Summiergetriebe.Each planetary gear set preferably comprises a plurality of planetary gears which are rotatably mounted on the respective planetary carrier and mesh with the sun gear and the ring gear or are in toothed engagement. The combination of the gear change transmission with the superimposed transmission results in a number of functional options for the hybrid transmission device, for example an electrodynamic starting mode. The superposition gear serves in particular as a summing gear.
Der jeweiligen Planetenradsatz ist bevorzugt als Minusplanetenradsatz ausgebildet. Ein Minusplanetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenträger und mehrere Planetenräder auf, wobei jedes Planetenrad drehbar an dem Planetenträger angeordnet ist und mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmt. Alternativ kann zumindest der zweite Planetenradsatz als Plusplanetensatz ausgebildet sein oder als Minusplanetenradsatz mit Stufenplaneten. Der Plusplanetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenträger, mehrere erste Planetenrädern und mehrere zweite Planetenräder, wobei jedes erste und zweite Planetenrad drehbar an dem gemeinsamen Planetenträger angeordnet ist. Jedes erste Planetenrad kämmt mit dem Sonnenrad und dem jeweils zweiten Planetenrad, wobei jedes zweite Planetenrad ferner mit dem Hohlrad kämmt. Die ersten Planetenräder sind als radial innere Planetenräder ausgebildet und die zweiten Planetenräder sind als radial äußere Planetenräder ausgebildet. Die Begriffe axial und radial sind insbesondere auf die Hauptrotationsachse bezogen.The respective planetary gear set is preferably designed as a minus planetary gear set. A negative planetary gear set has a sun gear, a ring gear, a planet carrier and a plurality of planet gears, each planet gear being rotatably arranged on the planet carrier and meshing with the sun gear and the ring gear. Alternatively, at least the second planetary gear set can be designed as a positive planetary gear set or as a negative planetary gear set with stepped planetary gears. The plus planetary gear set includes a sun gear, a ring gear, a planetary carrier, a plurality of first planetary gears and a plurality of second planetary gears, with each first and second planetary gear being rotatably arranged on the common planetary carrier. Each first planetary gear meshes with the sun gear and the respective second planetary gear, with each second planetary gear also meshing with the ring gear. The first planetary gears are designed as radially inner planetary gears and the second planetary gears are designed as radially outer planetary gears. The terms axial and radial relate in particular to the main axis of rotation.
Vorteilhafterweise weist jeder Planetenradsatz genau ein Standübersetzungsverhältnis auf. Bevorzugt ist die erste Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet. Bevorzugt ist die zweite Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet. Unter einer Getriebeeingangswelle ist ein Getriebeelement zu verstehen, das zur drehfesten Anbindung an eine jeweilige Antriebsmaschine, insbesondere an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors oder einem Rotor der Elektromaschine, eingerichtet ist.Advantageously, each planetary gear set has exactly one stationary transmission ratio. The first transmission input shaft is preferably designed as a solid shaft. The second transmission input shaft is preferably designed as a solid shaft. A transmission input shaft is to be understood as meaning a transmission element which is set up for non-rotatable connection to a respective drive machine, in particular to a crankshaft of the internal combustion engine or a rotor of the electric machine.
Unter einer Hauptabtriebswelle ist ein Getriebeelement zu verstehen, das zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, bevorzugt eines Differenzials, vorgesehen ist. A main output shaft is to be understood as meaning a transmission element which is provided for the non-rotatable connection of an axle drive, preferably a differential.
Die Hauptabtriebswelle ist koaxial zu den als Ausgangswellen ausgebildeten Seitenwellen des Differenzials, angeordnet. Wenn ein Bauteil oder einer Vorrichtung für eine Funktion oder Verbindung vorgesehen ist, ist zu verstehen, dass dieses Bauteil oder diese Vorrichtung speziell dafür ausgelegt und/oder speziell dafür ausgestattet ist.The main output shaft is arranged coaxially to the side shafts of the differential designed as output shafts. If a component or device is intended for a function or connection, it is to be understood that this component or device is specifically designed and/or specially equipped for this purpose.
Unter einem Stirnradpaar sind zwei achsparallel zueinander angeordnete sowie im Zahneingriff miteinander stehende Stirnräder zu verstehen. Mithin bildet ein Stirnradpaar eine Radsatzebene bzw. eine Stirnradstufe aus.A pair of spur gears is to be understood as meaning two spur gears which are arranged axially parallel to one another and mesh with one another. Consequently, a pair of spur gears forms a wheel set level or a spur gear stage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor zumindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zwischenrad mit dem Gangwechselgetriebe wirkverbunden. Unter dem Begriff wirkverbunden ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen. Beispielsweise ist das Zugmittel eine Kette oder ein Riemen. Insbesondere umschlingt das Zugmittel einen ersten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zur Hauptabtriebswelle angeordnet ist. Alternativ kann der Verbrennungsmotor über eine Räderkette mit dem Gangwechselgetriebe verbunden sein. Beispielsweise bilden mehrere Zahnräder eine Räderkette.According to a preferred embodiment, the internal combustion engine is operatively connected to the gear change transmission at least via a traction mechanism and/or via at least one intermediate wheel. The term operatively connected is to be understood as meaning a non-switchable connection between two components, which is provided for permanent transmission of a speed and/or a torque. The connection can be made either directly or via a fixed transmission. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a tooth system, in particular a spur gear tooth system, and/or a belt device. For example, the traction means is a chain or a belt. In particular, the traction means wraps around a first toothed section, which is arranged coaxially with the first transmission input shaft, and a second toothed section, which is arranged coaxially with the main output shaft. Alternatively, the internal combustion engine can be connected to the gear change transmission via a gear chain. For example, several gears form a gear chain.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Getriebeeingangswelle zumindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zwischenrad mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes wirkverbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen. Beispielsweise ist das Zugmittel eine Kette oder ein Riemen. Insbesondere umschlingt das Zugmittel einen ersten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zur zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zum Sonnenrad bzw. einer Sonnenradwelle des ersten Planetenradsatzes angeordnet ist. Alternativ kann die Elektromaschine über eine Räderkette mit dem Sonnenrad bzw. einer Sonnenradwelle des ersten Planetenradsatzes verbunden sein. Beispielsweise bilden mehrere Zahnräder eine Räderkette. Vorzugsweise ist der Verbrennungsmotor zumindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zwischenrad mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes wirkverbunden, wobei das Zugmittel vorzugsweise eine Kette oder ein Riemen ist.According to a preferred embodiment, the second transmission input shaft is operatively connected to the sun gear of the first planetary gearset at least via a traction mechanism and/or via at least one intermediate gear. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a tooth system, in particular a spur gear tooth system, and/or a belt device. For example, the traction means is a chain or a belt. In particular, the traction mechanism wraps around a first toothed section, which is arranged coaxially with the second transmission input shaft, and a second toothed section, which is arranged coaxially with the sun wheel or a sun wheel shaft of the first planetary gear set. Alternatively, the electric machine can be connected to the sun gear or a sun gear shaft of the first planetary gear set via a gear chain. For example, several gears form a gear chain. Preferably, the internal combustion engine is operatively connected to the sun gear of the first planetary gearset at least via a traction mechanism and/or via at least one intermediate gear, with the traction mechanism preferably being a chain or a belt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit der Hauptabtriebswelle drehfest verbunden. Dadurch, dass der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes direkt, also unmittelbar mit dem Hauptabtrieb drehfest verbunden ist, also ohne Zwischenschaltung eines Schaltelements und/oder eines Übersetzungselements, kann eine besonders kompakte Bauweise der Hybridgetriebevorrichtung erreicht werden.According to a preferred embodiment, the planet carrier of the second planetary gear set is connected to the main output shaft in a torque-proof manner. Due to the fact that the planet carrier of the second planetary gear set is directly, ie directly non-rotatably connected to the main output, ie without the interposition of a shifting element and/or a transmission element, a particularly compact construction of the hybrid transmission device can be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einem Gehäuse der Hybridgetriebevorrichtung drehfest verbunden ist. Mithin weist der zweite Planetenradsatz eine Festübersetzung auf, wobei das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes als Eingangswelle eingerichtet ist, und wobei der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes als Ausgangswelle eingerichtet ist.According to a preferred embodiment, the planet carrier of the first planetary gear set is non-rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear set, with the ring gear of the second planetary gear set being non-rotatably connected to a housing of the hybrid transmission device. Consequently, the second planetary gear set has a fixed ratio, with the sun gear of the second planetary gear set being set up as an input shaft, and with the planet carrier of the second planetary gear set being set up as an output shaft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Schaltelement zumindest zur drehfesten Verbindung eines Elements des ersten Planetenradsatzes mit einem Losrad auf einer koaxial zum Überlagerungsgetriebe angeordneten Welle eingerichtet ist, und wobei das dritte Schaltelement zumindest zur drehfesten Verbindung eines Elements des ersten Planetenradsatzes mit einer koaxial zum Überlagerungsgetriebe angeordneten Welle eingerichtet ist. Insbesondere sind die beiden Wellen koaxial zueinander angeordnet. Unter einem Element des ersten Planetenradsatzes ist ein Sonnenrad, ein Hohlrad und ein Planetenträger zu verstehen. Beispielsweise sind das zweite und dritte Schaltelemente zu einem ersten Doppelschaltelement ausgebildet. Das Doppelschaltelement weist insbesondere eine einzige Schaltgabel und einen einzigen Aktor zum Schalten der beiden Schaltelemente auf. Dadurch werden Bauraum, Gewicht und Getriebebauteile eingespart. Bevorzugt ist das erste Doppelschaltelement koaxial zu dem Differenzial ausgebildet, wobei sich die zweite Seitenwelle axial durch das erste Doppelschaltelement erstreckt.According to a preferred embodiment, the second shifting element is set up at least for the non-rotatable connection of an element of the first planetary gear set with a loose wheel on a shaft arranged coaxially to the superposition gear, and the third shifting element is set up at least for the non-rotatable connection of an element of the first planetary gear set with a shaft arranged coaxially with the superposition gear wave is set up. In particular, the two shafts are arranged coaxially with one another. A member of the first planetary gear set means a sun gear, a ring gear, and a planetary carrier. For example, the second and third switching elements are formed into a first double switching element. In particular, the double shifting element has a single shifting fork and a single actuator for shifting the two shifting elements ment up. This saves installation space, weight and transmission components. The first double shifting element is preferably formed coaxially to the differential, with the second sideshaft extending axially through the first double shifting element.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind gemäß einer axialen Reihenfolge zunächst das Differenzial, daran angrenzend der zweite Planetenradsatz, daran angrenzend der erste Planetenradsatz, daran angrenzend das erste Stirnradpaar, daran angrenzend das vierte Schaltelement, daran angrenzend das dritte Stirnradpaar, daran angrenzend die Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle, daran angrenzend das dritte Schaltelement, daran angrenzend das zweite Schaltelement, daran angrenzend das zweite Stirnradpaar und daran angrenzend die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet. Mit anderen Worten befindet sich an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses das Differenzial, wobei an einem zweiten Endabschnitt des Gehäuses, der entgegengesetzt zum ersten Gehäuseabschnitt angeordnet ist, die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle, also das Zugmittel und/oder das mindestens eine Zwischenrad angeordnet ist. Optional ist ein weiteres Schaltelement axial zwischen dem vierten Schaltelement und dem dritten Stirnradpaar angeordnet. Vorteilhaft ist, dass je nach gegebenem Bauraum mehr Baulänge für die erste Elektromaschine verfügbar werden kann.According to a preferred embodiment, according to an axial sequence, the differential is first, the second planetary gearset is adjacent thereto, the first planetary gearset is adjacent thereto, the first spur gear pair is adjacent thereto, the fourth shifting element is adjacent thereto, the third spur gear pair is adjacent thereto, and the connection of the first transmission input shaft is adjacent thereto , the third switching element adjacent thereto, the second switching element adjacent thereto, the second pair of spur gears adjacent thereto and the connection of the second transmission input shaft adjacent thereto. In other words, the differential is located on a first end section of the housing, with the connection of the second transmission input shaft, i.e. the traction mechanism and/or the at least one intermediate wheel, being arranged on a second end section of the housing, which is arranged opposite to the first housing section. Another shifting element is optionally arranged axially between the fourth shifting element and the third pair of spur gears. It is advantageous that, depending on the given installation space, more overall length can become available for the first electric machine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind gemäß einer axialen Reihenfolge zunächst das Differenzial, daran angrenzend der zweite Planetenradsatz, daran angrenzend das zweite Stirnradpaar, daran angrenzend das zweite Schaltelement, daran angrenzend das dritte Schaltelement, daran angrenzend das dritte Stirnradpaar, daran angrenzend die Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle, daran angrenzend das erste Stirnradpaar, daran angrenzend der erste Planetenradsatz, daran angrenzend das vierte Schaltelement und daran angrenzend die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet. Mit anderen Worten befindet sich an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses das Differenzial, wobei an einem zweiten Endabschnitt des Gehäuses, der entgegengesetzt zum ersten Gehäuseabschnitt angeordnet ist, die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle, also das Zugmittel und/oder das mindestens eine Zwischenrad angeordnet ist. Optional ist ein weiteres Schaltelement axial zwischen dem vierten Schaltelement und der Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet. Vorteilhaft ist, dass je nach gegebenem Bauraum mehr Baulänge für die Elektromaschine verfügbar werden kann.According to a preferred embodiment, according to an axial sequence, first the differential, the second planetary gearset adjacent thereto, the second pair of spur gears adjacent thereto, the second shifting element adjacent thereto, the third shifting element adjacent thereto, the third pair of spur gears adjacent thereto, and the connection of the first transmission input shaft adjacent thereto , the first pair of spur gears adjacent thereto, the first planetary gearset adjacent thereto, the fourth shifting element adjacent thereto and the connection of the second transmission input shaft adjacent thereto. In other words, the differential is located on a first end section of the housing, with the connection of the second transmission input shaft, i.e. the traction mechanism and/or the at least one intermediate wheel, being arranged on a second end section of the housing, which is arranged opposite to the first housing section. Another shifting element is optionally arranged axially between the fourth shifting element and the connection of the second transmission input shaft. It is advantageous that, depending on the given installation space, more overall length can become available for the electric machine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein fünftes Schaltelement zur drehfesten Verbindung des Hohlrades des ersten Planetenradsatzes mit einem Gehäuse der Hybridgetriebevorrichtung eingerichtet. Durch die drehfesten Verbindung des Hohlrades des ersten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse wird ein weiterer elektromotorischer Gang gebildet. Das Schließe des fünften Schaltelements setzt das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes am Gehäuse fest, wodurch eine kurze Übersetzung für die erste Elektromaschine realisier wird. Beispielsweise kann der dadurch geschaffene weitere elektromotorische Gang zum Rückwärtsfahren eingesetzt werden. Beim Rückwärtsfahren ist auf diese Weise ein hohes Achsmoment in einem seriellen Antriebsmodus möglich und durch die geringeren Anforderungen an die maximale Fahrgeschwindigkeit beim Rückwärtsfahren ist eine Schaltung in einen längeren elektromotorischen Gang nicht nötig. Insbesondere kann der weitere elektromotorische Gang bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt als rein elektrischer Kriechgang verwendet werden, beispielsweise in einem Parkhaus, wo nur begrenzte Geschwindigkeiten auftreten und ein verbrennungsmotorischer Betrieb nicht erwünscht ist. Beispielsweise ist das fünfte Schaltelement mit dem vierten Schaltelement zu einem zweiten Doppelschaltelement zusammengefasst. Insbesondere ist das zweite Doppelschaltelement axial zwischen dem ersten Stirnradpaar und dem dritten Stirnradpaar angeordnet.According to a preferred embodiment, a fifth shifting element is set up for the non-rotatable connection of the ring gear of the first planetary gear set to a housing of the hybrid transmission device. Another electromotive gear is formed by the non-rotatable connection of the ring gear of the first planetary gear set to the housing. Closing the fifth shifting element fixes the ring gear of the first planetary gear set to the housing, resulting in a short transmission ratio for the first electric machine. For example, the further electromotive gear created in this way can be used for reversing. In this way, when reversing, a high axle torque is possible in a serial drive mode, and due to the lower requirements for the maximum driving speed when reversing, switching to a longer electric motor gear is not necessary. In particular, the further electromotive gear can be used as a purely electric crawler gear when driving forwards and backwards, for example in a multi-storey car park, where only limited speeds occur and combustion engine operation is not desired. For example, the fifth switching element is combined with the fourth switching element to form a second double switching element. In particular, the second double switching element is arranged axially between the first pair of spur gears and the third pair of spur gears.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Elektromaschine zumindest mittelbar mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden oder über ein weiteres Schaltelement, insbesondere einer Trennkupplung verbindbar. Die zweite Elektromaschine kann analog zum Verbrennungsmotor über eine als Festübersetzung ausgebildete Übersetzungsstufe, umfassend ein Zugmittel und/oder mindestens ein Zwischenrad, an der ersten Getriebeeingangswelle angebunden sein. Dazu kann an der ersten Getriebeeingangswelle ein Festrad angeordnet sein, welches mit dem Zugmittel bzw. dem Zwischenrad wirkverbunden ist. Die zweite Elektromaschine ist bevorzugt als Startergenerator, insbesondere als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet. Beispielsweise ist die zweite Elektromaschine achsparallel zum Verbrennungsmotor sowie zur ersten Elektromaschine angeordnet. Alternativ ist die zweite Elektromaschine koaxial zum Verbrennungsmotor und achsparallel zur ersten Elektromaschine angeordnet. Insbesondere ist der Verbrennungsmotor über ein Schaltelement trennbar oder permanent mit der zweiten Elektromaschine verbunden. Bevorzugt erfolgt über die zweite Elektromaschine ein Start des Verbrennungsmotors aus einem rein elektrischen Fahrmodus. Ferner ist die zweite Elektromaschine für die Stromversorgung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Auch ein serielles Kriechen, insbesondere Vorwärts- oder Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeugs ist über die zweite Elektromaschine vorteilhaft. Die zweite Elektromaschine kann auch vorteilhaft zur Unterstützung einer Drehzahlregelung des Verbrennungsmotors beim Ankoppeln und bei Gangschaltungen dienen.According to a preferred embodiment, a second electric machine is at least indirectly connected to the first transmission input shaft or can be connected via a further shifting element, in particular a separating clutch. Analogously to the internal combustion engine, the second electric machine can be connected to the first transmission input shaft via a transmission stage designed as a fixed transmission, comprising a traction mechanism and/or at least one intermediate wheel. For this purpose, a fixed wheel can be arranged on the first transmission input shaft, which is operatively connected to the traction mechanism or the intermediate wheel. The second electric machine is preferably designed as a starter generator, in particular as a high-voltage starter generator. For example, the second electric machine is arranged axis-parallel to the internal combustion engine and to the first electric machine. Alternatively, the second electric machine is arranged coaxially to the internal combustion engine and axially parallel to the first electric machine. In particular, the internal combustion engine is permanently or separably connected to the second electric machine via a switching element. The internal combustion engine is preferably started from a purely electric driving mode via the second electric machine. Furthermore, the second electric machine is provided for the power supply of the vehicle electrical system. Serial crawling, in particular forward or backward driving of the motor vehicle, is also advantageous via the second electric machine. The second electric machine can also advantageously serve to support speed control of the internal combustion engine when coupling and when shifting gears.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle ein als Trennkupplung ausgebildetes Schaltelement angeordnet, wobei die Trennkupplung dazu eingerichtet ist, die Hybridgetriebevorrichtung von dem Verbrennungsmotor abzukoppeln. Bevorzugt ist die Trennkupplung in dem Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Planetengetriebe angeordnet. Weiterhin kann die Trennkupplung nach einer Dämpfungseinrichtung angeordnet sein. Die Dämpfungseinrichtung kann einen Torsionsdämpfer und/oder einen Tilger und/oder eine Rutschkupplung aufweisen. Der Torsionsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Der Tilger kann als drehzahladaptiver Tilger ausgebildet sein. Mittels der Trennkupplung lässt sich der Verbrennungsmotor zum rein elektrischen Fahren abkoppeln, wodurch die elektrische Fahrt energieeffizienter wird.According to a preferred embodiment, a shifting element designed as a separating clutch is arranged coaxially to the first transmission input shaft, the separating clutch being set up to decouple the hybrid transmission device from the internal combustion engine. The separating clutch is preferably arranged in the drive train between the internal combustion engine and the planetary gear. Furthermore, the separating clutch can be arranged after a damping device. The damping device can have a torsion damper and/or an absorber and/or a slipping clutch. The torsion damper can be designed as a dual-mass flywheel. The absorber can be designed as a speed-adaptive absorber. Using the separating clutch, the combustion engine can be decoupled for purely electric driving, which makes electric driving more energy-efficient.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das vierte Schaltelement zum Verblocken des ersten Planetenradsatzes eingerichtet. Das vierte Schaltelement ermöglicht, dass das Stirnradgetriebe wie ein herkömmliches Doppelkupplungsgetriebe im Hinblick auf die Gangübersetzungen, also die Gangstufen, ausgelegt werden kann. Ist ein Planetenradsatzes verblockt, so ist die Übersetzung unabhängig von der Zähnezahl stets 1. Anders ausgedrückt läuft der Planetenradsatz als Block um. Im Verblockten Zustand verhält sich der erste Planetenradsatz so, als wäre kein erster Planetenradsatz vorhanden. Beispielsweise verbindet das vierte Schaltelement zum Verblocken des Planetenradsatzes das Hohlrad und den Planetenträger des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander. Gemäß eines alternativen Beispiels verbindet das vierte Schaltelement das Sonnenrad und den Planetenträger des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander. Gemäß eines weiteren alternativen Beispiels verbindet das vierte Schaltelement das Sonnenrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander.According to a preferred embodiment, the fourth shifting element is set up to block the first planetary gear set. The fourth shifting element allows the spur gear to be designed like a conventional dual-clutch transmission with regard to the gear ratios, ie the gear stages. If a planetary gear set is blocked, the translation is always 1, regardless of the number of teeth. In other words, the planetary gear set rotates as a block. In the locked state, the first planetary gear set behaves as if there were no first planetary gear set. For example, the fourth shifting element connects the ring gear and the planet carrier of the first planetary gear set to one another in a torque-proof manner in order to block the planetary gear set. According to an alternative example, the fourth shifting element connects the sun gear and the planet carrier of the first planetary gear set to one another in a torque-proof manner. According to a further alternative example, the fourth shifting element connects the sun gear and the ring gear of the first planetary gear set to one another in a torque-proof manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Insbesondere sind alle Schaltelemente als Klauenkupplungen ausgebildet. Beispielsweise sind zwei Schaltelemente zu einem ersten Doppelschaltelement zusammengefasst ausgebildet, wobei zwei weitere Schaltelemente zu einem zweiten Doppelschaltelement zusammengefasst ausgebildet sind.According to a preferred embodiment, all switching elements are designed as form-fitting switching elements. In particular, all shifting elements are designed as claw clutches. For example, two shifting elements are combined to form a first double shifting element, with two further shifting elements being combined to form a second double shifting element.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor und eine erfindungsgemäße Hybridgetriebevorrichtung, wobei der Verbrennungsmotor achsparallel zur ersten Elektromaschine der Hybridgetriebevorrichtung angeordnet ist.A motor vehicle according to the invention comprises an internal combustion engine and a hybrid transmission device according to the invention, the internal combustion engine being arranged axially parallel to the first electric machine of the hybrid transmission device.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt:
-
1a eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
1 b eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach1a , -
2a eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, -
2b eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach2a , -
3a eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, -
3b eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach3a , -
4 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform, -
5a eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform, -
5b eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach5a , -
6 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform, -
7 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform, -
8 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform, und -
9 ein Fahrzeug mit einer Hybridgetriebevorrichtung gemäß1a .
-
1a a hybrid transmission device according to a first embodiment, -
1 b a shift matrix to the hybrid transmission device1a , -
2a a hybrid transmission device according to a second embodiment, -
2 B a shift matrix to the hybrid transmission device2a , -
3a a hybrid transmission device according to a third embodiment, -
3b a shift matrix to the hybrid transmission device3a , -
4 a hybrid transmission device according to a fourth embodiment, -
5a a hybrid transmission device according to a fifth embodiment, -
5b a shift matrix to the hybrid transmission device5a , -
6 a hybrid transmission device according to a sixth embodiment, -
7 a hybrid transmission device according to a seventh embodiment, -
8th a hybrid transmission device according to an eighth embodiment, and -
9 a vehicle having a hybrid transmission device according to FIG1a .
Gemäß
Das Differenzial 8 und das Überlagerungsgetriebe 6 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die beiden Seitenwellen 9a, 9b des Differenzials 8 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, die radial zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und der ersten Elektromaschine 5 angeordnet ist. Die zweite Seitenwelle 9b erstreckt sich axial durch das Überlagerungsgetriebe 6. Ferner umfasst die Getriebeanordnung 12, insbesondere das Gangwechselgetriebe 7 genau eine Vorgelegewelle 20. Die Vorgelegewelle 20 ist achsparallel zu den beiden Getriebeeingangswellen 2, 4 und zu den beiden Seitenwellen 9a, 9b des Differenzials 8 angeordnet. Mithin ist die Vorgelegewelle 20 auch achsparallel zum Verbrennungsmotor 3, zur ersten Elektromaschine 5 sowie zum Überlagerungsgetriebe 6 angeordnet.The differential 8 and the superposition gear 6 are arranged coaxially with one another, with the two
Das Überlagerungsgetriebe 6 weist einen ersten Planetenradsatz P1 mit einem Sonnenrad P11, einem Hohlrad P12 und einem Planetenträger P13 mit mehreren Planetenrädern P14 auf. Ferner umfasst die Getriebeanordnung 2 einen zweiten Planetenradsatz P2, der koaxial zum ersten Planetenradsatz P1 sowie im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem Differenzial 8 angeordnet ist. Der zweite Planetenradsatz P2 weist ein Sonnenrad P21, ein Hohlrad P22 und einen Planetenträger P23 mit mehreren Planetenrädern P24 auf. Beide Planetenradsätze P1, P2 sind als Minusplanetenradsatz ausgebildet. Mithin ist jedes Planetenrad P14 des ersten Planetenradsatzes P1 drehbar an dem Planetenträger P13 des ersten Planetenradsatzes P1 angeordnet und kämmt mit dem Sonnenrad P11 und dem Hohlrad P12 des ersten Planetenradsatzes P1. Ferner ist jedes Planetenrad P24 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehbar an dem Planetenträger P23 des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet und kämmt mit dem Sonnenrad P21 und dem Hohlrad P22 des zweiten Planetenradsatzes P2.The superposition gear 6 has a first planetary gear set P1 with a sun gear P11, a ring gear P12 and a planetary carrier P13 with a plurality of planetary gears P14. Furthermore, the
Die zweite Getriebeeingangswelle 4 ist über ein Zugmittel 50 mit dem Sonnenrad P11 des ersten Planetenradsatz P1 antriebswirksam verbunden. Dazu ist an der zweiten Getriebeeingangswelle 4 ein Zahnrad 51 drehfest angeordnet, wobei ein weiteres Zahnrad 52 mit dem Sonnenrad P11 bzw. der Sonnenradwelle des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden ist, und wobei das Zugmittel, welches vorzugsweise als Kette ausgebildet ist, die beiden Zahnräder 51, 52 umschlingt und somit verbindet. Mithin wird über das Sonnenrad P11 des ersten Planetenradsatz P1 die Antriebsleistung der ersten Elektromaschine 5 in das Überlagerungsgetriebe 6 eingeleitet. Über eine als Hohlwelle ausgebildete erste Welle 14 kann die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 in das Überlagerungsgetriebe 6 eingeleitet werden. Dazu ist das Hohlrad P12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Welle 14 des Gangwechselgetriebes 7 drehfest verbunden. Der Planetenträger P13 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit dem Sonnenrad P21 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest verbunden. Ferner ist das Sonnenrad P21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit einer als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Welle 15 des Gangwechselgetriebes 7 drehfest verbunden. Über die zweite Welle 15 kann die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 in das Überlagerungsgetriebe 6 eingeleitet werden. Das Hohlrad P22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit einem Gehäuse G der Hybridgetriebevorrichtung 1 drehfest verbunden und somit stationär festgelegt. Der Planetenträger P23 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit einer Hauptabtriebswelle 10 drehfest verbunden. Die Hauptabtriebswelle 10 ist koaxial zum Überlagerungsgetriebe 6 angeordnet und zur Anbindung des Differenzials 8 eingerichtet. Die zweite Seitenwelle 9b erstreckt sich axial durch die Hauptabtriebswelle 10 und das Überlagerungsgetriebe 6.The second
Die vom Verbrennungsmotor 3 und/oder der ersten Elektromaschine 5 erzeugte Antriebsleistung wird im Überlagerungsgetriebe 6 zusammengeführt und über die Hauptabtriebswelle 10 auf das Differenzial 8 übertragen, wobei die Antriebsleistung im Differenzial 8 auf die beiden Seitenwellen 9a, 9b aufgeteilt und an ein jeweiliges Antriebsrad 101, 102 des Kraftfahrzeugs 100 übertragen wird. Die Hauptabtriebswelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet. Das Überlagerungsgetriebe 6 ist durch diese Anordnung und Ausbildung der Hauptabtriebswelle 10 vorteilhaft an das Differenzial 8 positioniert sowie angebunden, wobei die Hybridgetriebevorrichtung 1 dadurch kompakter wird. Vorliegend ist das Differenzial 8 als Kugeldifferenzial ausgebildet, wobei die Hauptabtriebswelle 10 drehfest mit dem Differenzialkorb verbunden ist. Alternativ kann das Differenzial 8 als Stirnraddifferenzial oder Planetenraddifferenzial ausgebildet sein.The drive power generated by the
Das Gangwechselgetriebe 7 ist achsparallel zu der ersten Getriebeeingangswelle 2 und zu der zweiten Getriebeeingangswelle 4 angeordnet. Das Gangwechselgetriebe 7 umfasst ein erstes Stirnradpaar ST1, ein zweites Stirnradpaar ST2 sowie ein drittes Stirnradpaar ST3, wobei das erste Stirnradpaar ST1 aus einem Losrad 21 an der Vorgelegewelle 20 und einem Festrad 31 an der ersten Welle 14 besteht, wobei das zweite Stirnradpaar ST2 aus einem Festrad 22 an der Vorgelegewelle 20 und einem Losrad 32 an der zweiten Welle 15 besteht, und wobei das dritte Stirnradpaar ST3 aus einem Festrad 23 an der Vorgelegewelle 20 und einem Festrad 33 an einer als Hohlwelle ausgebildeten dritten Welle 16 besteht. Die dritte Welle 16 des Gangwechselgetriebes 7 ist koaxial zu der ersten und zweiten Welle 14, 15 angeordnet.The
Das Gangwechselgetriebe 7 umfasst ferner ein erstes formschlüssiges Schaltelement A, das koaxial zur Vorgelegewelle 20 angeordnet und in einem geschlossenen Zustand zur drehfesten Kopplung der Vorgelegewelle 20 mit dem Losrad 21 eingerichtet ist, ein zweites formschlüssiges Schaltelement B, das koaxial zur Hauptabtriebswelle 10 angeordnet und in einem geschlossenen Zustand zur drehfesten Kopplung des Losrades 32 mit der zweiten Welle 15 eingerichtet ist, ein drittes formschlüssiges Schaltelement C, das koaxial zur Hauptabtriebswelle 10 angeordnet und in einem geschlossenen Zustand zur drehfesten Kopplung der dritten Welle 16 mit der zweiten Welle 15 eingerichtet ist, sowie ein viertes formschlüssiges Schaltelement D, das koaxial zur Hauptabtriebswelle 10 angeordnet und in einem geschlossenen Zustand zur drehfesten Kopplung der ersten Welle 14 mit der zweiten Welle 15 eingerichtet ist. Mithin ist das vierte Schaltelement D zum Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1 eingerichtet, denn es verbindet im geschlossenen Zustand den Planetenträger P13 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest mit dem Hohlrad P12 des ersten Planetenradsatzes P1. Alle Schaltelemente A, B, C, D sind als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ferner sind das zweite und dritte Schaltelemente B, C zusammengefasst zu einem ersten Doppelschaltelement DS1 ausgebildet.The
Der Verbrennungsmotor 7 ist über ein Zugmittel 60 mit der dritten Welle 16 verbunden. Dazu ist an der dritten Welle 16 das als Festrad ausgebildete Zahnrad 62 angeordnet, wobei ein Zahnrad 61 über eine Dämpfungseinrichtung 13 mit der ersten Getriebeeingangswelle 2 verbunden ist. Das Zugmittel 60 verbindet das koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle 2 angeordnete Zahnrad 61 antriebswirksam mit dem koaxial zur Hauptabtriebswelle 10 angeordnete Zahnrad 62.The
Das Differenzial 8 ist in einem ersten axialen Endabschnitt der Getriebeanordnung 12 angeordnet und das zweite Stirnradpaar ST2, also die Radsatzebene, bestehend aus dem Festrad 22 und dem Losrad 32, ist in einem zum ersten axialen Endabschnitt entgegengesetzten zweiten Endabschnitt der Getriebeanordnung 12 angeordnet. Gemäß einer axialen Reihenfolge von dem ersten axialen Endabschnitt der Getriebeanordnung 12 bis zum zweiten axialen Endabschnitt der Getriebeanordnung 12 ist zunächst das Differenzial 8, daran angrenzend der zweite Planetenradsatz P2, daran angrenzend der erste Planetenradsatz P1, daran angrenzend die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle 4, daran angrenzend das erste Stirnradpaar ST1, daran angrenzend das vierte Schaltelement D, daran angrenzend das dritte Stirnradpaar ST3, daran angrenzend die Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 2, daran angrenzend das dritte Schaltelement C, daran angrenzend das zweite Schaltelement B und daran angrenzend das zweite Stirnradpaar ST2 angeordnet.The differential 8 is arranged in a first axial end section of the
Die Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß
In einem ersten hybridischen Fahrmodus H1 sind das erste und vierte Schaltelement A und D geschlossen, wobei das zweite und dritte Schaltelement B und C geöffnet sind. In einem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 sind das zweite und vierte Schaltelement B und D geschlossen, wobei das erste und dritte Schaltelement A und C geöffnet sind. In einem dritten hybridischen Fahrmodus H3 sind das dritte und vierte Schaltelement C und D geschlossen, wobei das erste und zweite Schaltelement A und B geöffnet sind. In den hybridischen Fahrmodi H1, H2 und H3 ist der Verbrennungsmotor 3 stets am Antrieb des Fahrzeugs 100 beteiligt, wobei die erste Elektromaschine 5 den Antrieb unterstützt. In einem rein elektrischen Fahrmodus E2 ist das vierte Schaltelement D geschlossen, wobei das erste, zweite und dritte Schaltelement A, B und C geöffnet sind. Der Antrieb des Fahrzeugs 100 erfolgt ausschließlich über die erste Elektromaschine 5, wobei der Verbrennungsmotor 3 vom Antrieb entkoppelt ist. Mit anderen Worten wird durch Schließen des Schaltelements D der erste Planetenradsatz P1 verblockt. Der elektrische Gang E2 deckt den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs 100 ab.In a first hybrid driving mode H1, the first and fourth switching elements A and D are closed, with the second and third switching elements B and C being open. In a second hybrid driving mode H2, the second and fourth switching elements B and D are closed, with the first and third switching elements A and C being open. In a third hybrid driving mode H3, the third and fourth switching elements C and D are closed, with the first and second switching elements A and B being open. In the hybrid driving modes H1, H2 and H3, the
In einem elektrodynamischen Anfahrmodus ECVT1 ist das erste Schaltelement A geschlossen, wobei das zweite, dritte und vierte Schaltelement B, C und D geöffnet sind. In diesem elektrodynamischen Zustand ist das Drehmoment der ersten Elektromaschine 5 an dem Sonnenrad P11 des ersten Planetenradsatzes P1 abgestützt, wobei das Drehmoment des Verbrennungsmotors 3 an dem Hohlrad P12 des ersten Planetenradsatzes P1 abgestützt ist, wodurch der elektrodynamische Anfahrmodus ECVT1 entsteht. Aus diesem elektrodynamischen Anfahrmodus ECVT1 kann der Verbrennungsmotor 3 in den ersten hybridischen Gang H1 gelangen, weil dort die Schaltelemente A und D geschlossen sind. Die mögliche Zugkraft aus Sicht des Verbrennungsmotors 3 ist höher als im Fahrmodus H1, da die Übersetzung des Planetensatzes P1 wirkt. Der elektrodynamische Anfahrmodus ECVT1 kann auch als leistungsverzweigter CVT-Zustand des Kraftfahrzeugs 100 bezeichnet werden, da aus Sicht des Verbrennungsmotors 3 ein Teil der Leistung mechanisch über den ersten Planetenradsatz P1 übertragen werden kann und ein anderer Teil der Leistung über die Elektromaschine 5 übertragen werden kann. Darüber hinaus kann es noch eine weitere Elektromaschine an der Heck-Achse geben, die auch in den Leistungsfluss einbezogen werden kann.In an electrodynamic starting mode ECVT1, the first shifting element A is closed, with the second, third and fourth shifting elements B, C and D being opened. In this electrodynamic state, the torque of the first
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Bei den Ausführungsvarianten der Hybridgetriebevorrichtungen 1 mit Trennkupplung K0, dem fünften Schaltelement E und dem ersten Schaltelement A, das als Einzelschaltelement ausgebildet ist, also den Ausführungsvarianten der Hybridgetriebevorrichtungen 1 gemäß
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Hybridgetriebevorrichtunghybrid transmission device
- 22
- erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
- 33
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- 44
- zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
- 55
- erste Elektromaschinefirst electric machine
- 66
- Überlagerungsgetriebesuperposition gear
- 77
- Gangwechselgetriebegear change gearbox
- 88th
- Differenzialdifferential
- 9a9a
- erste Seitenwellefirst side wave
- 9b9b
- zweite Seitenwellesecond side wave
- 1010
- Hauptabtriebswellemain output shaft
- 1111
- zweite Elektromaschinesecond electric machine
- 1212
- Getriebeanordnunggear arrangement
- 1313
- Dämpfungseinrichtungdamping device
- 1414
- erste Wellefirst wave
- 1515
- zweite Wellesecond wave
- 1616
- dritte Wellethird wave
- 2020
- Vorgelegewellecountershaft
- 2121
- Losradloose wheel
- 2222
- Festradfixed wheel
- 2323
- Festradfixed wheel
- 2424
- Losradloose wheel
- 3131
- Festradfixed wheel
- 3232
- Losradloose wheel
- 3333
- Festradfixed wheel
- 5050
- Zugmitteltraction means
- 5151
- Zahnradgear
- 5252
- Zahnradgear
- 6060
- Zugmitteltraction means
- 6161
- Zahnradgear
- 6262
- Zahnradgear
- 7070
- Zugmitteltraction means
- 7171
- Zahnradgear
- 7272
- Zahnradgear
- 7373
- Rotorwellerotor shaft
- GG
- GehäuseHousing
- ST1ST1
- erstes Stirnradpaarfirst pair of spur gears
- ST2ST2
- zweites Stirnradpaarsecond pair of spur gears
- ST3ST3
- drittes Stirnradpaarthird pair of spur gears
- DS1DS1
- erstes Doppelschaltelementfirst double switching element
- DS2DS2
- zweites Doppelschaltelementsecond double switching element
- AA
- erstes Schaltelementfirst switching element
- BB
- zweites Schaltelementsecond switching element
- CC
- drittes Schaltelementthird switching element
- DD
- viertes Schaltelementfourth switching element
- EE
- fünftes Schaltelementfifth switching element
- K1K1
- Schaltelementswitching element
- K0K0
- Trennkupplungdisconnect clutch
- H1H1
- erster verbrennungsmotorischer Gangfirst combustion engine gear
- H2H2
- zweiter verbrennungsmotorischer Gangsecond combustion engine gear
- H3H3
- dritter verbrennungsmotorischer Gangthird combustion engine gear
- E1E1
- elektromotorischer Gangelectromotive gear
- E2E2
- elektromotorischer Gangelectromotive gear
- ECVT1ECVT1
- elektrodynamischer Anfahrmoduselectrodynamic starting mode
- P1P1
- erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
- P11P11
- Sonnenradsun gear
- P12P12
- Hohlradring gear
- P13P13
- Planetenträgerplanet carrier
- P14P14
- Planetenradplanet wheel
- P2p2
- zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
- P21P21
- Sonnenradsun gear
- P22P22
- Hohlradring gear
- P23P23
- Planetenträgerplanet carrier
- P24P24
- Planetenradplanet wheel
- 100100
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 101101
- Radwheel
- 102102
- Radwheel
- 103103
- Radwheel
- 104104
- Radwheel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102013215114 A1 [0003]DE 102013215114 A1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021205926.0A DE102021205926A1 (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021205926.0A DE102021205926A1 (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021205926A1 true DE102021205926A1 (en) | 2022-12-15 |
Family
ID=84192715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021205926.0A Pending DE102021205926A1 (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021205926A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022212013A1 (en) | 2022-11-14 | 2024-05-16 | Zf Friedrichshafen Ag | Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3875566T2 (en) | 1987-09-01 | 1993-04-15 | Mazda Motor | VEHICLE WITH 4WD DRIVE. |
DE102013215114A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid drive of a motor vehicle |
-
2021
- 2021-06-11 DE DE102021205926.0A patent/DE102021205926A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3875566T2 (en) | 1987-09-01 | 1993-04-15 | Mazda Motor | VEHICLE WITH 4WD DRIVE. |
DE102013215114A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid drive of a motor vehicle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022212013A1 (en) | 2022-11-14 | 2024-05-16 | Zf Friedrichshafen Ag | Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017216299A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216309B4 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
WO2022233444A1 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle comprising a hybrid transmission device | |
DE102021205926A1 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device | |
DE102021205337A1 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device | |
DE102017216317A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216294A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102017216308B4 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102021211821B4 (en) | Hybrid transmission device and drive with a hybrid transmission device | |
DE102022201817B4 (en) | Hybrid transmission and motor vehicle with a hybrid transmission | |
DE102022202907B4 (en) | Transmission for a drive train of a vehicle and a drive train with such a transmission | |
DE102021202250B4 (en) | Hybrid transmission assembly and vehicle having a hybrid transmission assembly | |
DE102021208567B3 (en) | Transmission and drive train for a vehicle | |
DE102021208019A1 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device | |
DE102021213311B4 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device | |
DE102021202252B4 (en) | Hybrid transmission assembly and vehicle having a hybrid transmission assembly | |
DE102021211650A1 (en) | Hybrid transmission and motor vehicle with a hybrid transmission | |
DE102021208564B3 (en) | Transmission and drive train for a vehicle | |
DE102017216310A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102021208560B3 (en) | Transmission and drive train for a vehicle | |
DE102017216295A1 (en) | Hybrid unit for a motor vehicle | |
DE102017216296A1 (en) | Hybrid unit for a motor vehicle | |
DE102017216301A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102021209422A1 (en) | Hybrid transmission and motor vehicle with a hybrid transmission | |
DE102021206523A1 (en) | Hybrid transmission device and motor vehicle with a hybrid transmission device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HENTRICH PATENT- & RECHTSANWALTSPARTNERSCHAFT , DE |