DE102021206517A1 - Power shiftable 5-speed hybrid transmission - Google Patents

Power shiftable 5-speed hybrid transmission Download PDF

Info

Publication number
DE102021206517A1
DE102021206517A1 DE102021206517.1A DE102021206517A DE102021206517A1 DE 102021206517 A1 DE102021206517 A1 DE 102021206517A1 DE 102021206517 A DE102021206517 A DE 102021206517A DE 102021206517 A1 DE102021206517 A1 DE 102021206517A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transmission
input shaft
motor vehicle
gear
combustion engine
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
Application number
DE102021206517.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Fabian Kutter
Martin Brehmer
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Michael Wechs
Max Bachmann
Peter Ziemer
Ingo Pfannkuchen
Stefan Beck
Oliver Schaudt
Mladjan Radic
Christian Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102021206517.1A priority Critical patent/DE102021206517A1/en
Publication of DE102021206517A1 publication Critical patent/DE102021206517A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60K6/22—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
    • 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
    • B60K6/22—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
    • B60K6/38—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 driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • 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
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input 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
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0811—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts using unsynchronised clutches
    • 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
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0047—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising five forward speeds
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) für ein erstes Teilgetriebe zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einem Planetenradsatz (RS), der mit der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und einer Getriebeantriebswelle (28) für ein zweites Teilgetriebe verbunden ist; einer Vorgelegewelle (30); einem Verbindungschaltelement (K3) zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle und der Getriebeantriebswelle; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Zahnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5) aus Losrädern und Festrädern zum Bilden von fünf Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen der Gangstufen, wobei mit dem Planetenradsatz zwei elektrodynamische Überlagerungszustände einrichtbar sind und das erste Teilgetriebe genau drei Zahnradpaare (ST1, ST3, ST5) umfasst und das zweite Teilgetriebe genau zwei Zahnradpaare (ST2, ST4) umfasst.The present invention relates to a hybrid transmission (18) for a motor vehicle drive train (12) of a motor vehicle (10), having: a first transmission input shaft (24) for a first partial transmission for operatively connecting the hybrid transmission to an internal combustion engine (16) of the motor vehicle; a second transmission input shaft (26) for operatively connecting the hybrid transmission to a first electric drive machine (14) of the motor vehicle; a planetary gear set (RS) which is connected to the first transmission input shaft, the second transmission input shaft and a transmission input shaft (28) for a second sub-transmission; a countershaft (30); a connecting switching element (K3) for drivingly connecting the first transmission input shaft and the transmission input shaft; Gear wheel pairs (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5) arranged in several wheelset planes and consisting of loose wheels and fixed wheels to form five gears; and a plurality of gear shifting devices with shifting elements (A, B, C, D, E) for engaging the gears, with the planetary gear set being able to set up two electrodynamic superposition states and the first sub-transmission comprising exactly three pairs of gears (ST1, ST3, ST5) and the second sub-transmission exactly includes two pairs of gears (ST2, ST4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.The present invention relates to a hybrid transmission, a motor vehicle drive train with such a hybrid transmission, a motor vehicle with such a motor vehicle drive train and a method for operating such a motor vehicle drive train.

Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei können sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht werden. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.Vehicles are increasingly being equipped with hybrid drives, ie with at least two different drive sources. Hybrid drives can help reduce fuel consumption and pollutant emissions. Drive trains with an internal combustion engine and one or more electric motors as parallel hybrids or as mixed hybrids have largely become established. Such hybrid drives have a substantially parallel arrangement of the internal combustion engine and the electric drive in the power flow. Here, both a superimposition of the drive torques and a control with a purely internal combustion engine drive or a purely electric motor drive can be made possible. Since the drive torques of the electric drive and the internal combustion engine can add up depending on the activation, a comparatively smaller design of the internal combustion engine and/or its temporary shutdown is possible. In this way, a significant reduction in CO 2 emissions can be achieved without significant losses in performance or comfort. The possibilities and advantages of an electric drive can thus be combined with the range, performance and cost advantages of internal combustion engines.

Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher.A disadvantage of the hybrid drives mentioned above is their generally more complex structure, since both drive sources preferably transmit drive power to a drive shaft with only one transmission. As a result, such transmissions are usually complicated and expensive to produce. A reduction in complexity in the design of a hybrid transmission usually goes hand in hand with a loss of variability.

Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.This disadvantage can be at least partially overcome by means of dedicated hybrid transmissions or "Dedicated Hybrid Transmissions" (DHT), in which an electric machine is integrated into the transmission to provide the full range of functions. For example, the mechanical transmission part in particular can be simplified in the transmission, for example by eliminating the reverse gear, with at least one electric machine being used instead.

Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes.Dedicated hybrid transmissions can emerge from known transmission concepts, i.e. from double clutch transmissions, converter planetary transmissions, continuously variable transmissions (CVT) or automated manual transmissions. The electric machine becomes part of the transmission.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 005 562 A1 betrifft ein Schaltgetriebe eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen Ausgangswelle. Die erste Eingangswelle ist über eine steuerbare Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die zweite Eingangswelle steht über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine sowie mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung und ist über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Beide Eingangswellen sind über eine schaltbare Koppelvorrichtung miteinander in Triebverbindung bringbar. Zur kostengünstigen Herstellung ist vorgesehen, dass das Schaltgetriebe aus einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxialen Eingangswellen abgeleitet ist, dessen erste Eingangswelle zentral angeordnet ist, dessen zweite Eingangswelle als eine Hohlwelle ausgebildet und koaxial über der ersten Eingangswelle angeordnet ist und dessen Koppelvorrichtung eine Getriebestufe und/oder eine schaltbare Kupplung umfasst, die anstelle desjenigen Gangradsatzes und seiner zugeordneten Gangkupplung vorgesehen sind, der in dem zugrunde liegenden Doppelkupplungsgetriebe der ersten Eingangswelle zugeordnet und axial benachbart zu dem getriebeseitigen Ende der zweiten Eingangswelle angeordnet ist.The disclosure document DE 10 2011 005 562 A1 relates to a manual transmission of a hybrid drive for a motor vehicle with two input shafts and a common output shaft. The first input shaft can be connected to the drive shaft of an internal combustion engine via a controllable separating clutch and can be brought into drive connection with the output shaft via a first group of selectively switchable gear wheel sets. The second input shaft is in drive connection with the rotor of an electric machine that can be operated as a motor and generator and with the first input shaft via a superposition gear designed as a planetary gear, and can be brought into drive connection with the output shaft via a second group of selectively shiftable gear sets. Both input shafts can be brought into drive connection with one another via a switchable coupling device. For cost-effective production, it is provided that the manual transmission is derived from a double-clutch transmission with two coaxial input shafts, the first input shaft of which is arranged centrally, the second input shaft of which is designed as a hollow shaft and arranged coaxially above the first input shaft, and the coupling device of which has a gear stage and/or a includes switchable clutch, which are provided in place of that gear wheel set and its associated gear clutch, which is associated with the first input shaft in the underlying dual clutch transmission and arranged axially adjacent to the transmission-side end of the second input shaft.

Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein variables Hybridgetriebe mit einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe geschaffen werden mit fünf vorwärtsgerichteten Gangstufen, mit dem ein elektrodynamisches Anfahren und elektrodynamische Schaltungen möglich sind.Against this background, a person skilled in the art is faced with the task of creating a variable hybrid transmission with a simple mechanical design. In particular, a hybrid transmission is to be created with five forward gears, with which electrodynamic starting and electrodynamic shifting are possible.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:

  • einer ersten Getriebeeingangswelle für ein erstes Teilgetriebe zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs;
  • einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
  • einem Planetenradsatz, der mit der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und einer Getriebeantriebswelle für ein zweites Teilgetriebe verbunden ist;
  • einer Vorgelegewelle;
  • einem Verbindungschaltelement zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle und der Getriebeantriebswelle;
  • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Zahnradpaaren aus Losrädern und Festrädern zum Bilden von fünf Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen, wobei
  • mit dem Planetenradsatz zwei elektrodynamische Überlagerungszustände einrichtbar sind und das erste Teilgetriebe genau drei Zahnradpaare umfasst und das zweite Teilgetriebe genau zwei Zahnradpaare umfasst.
This problem is solved by a hybrid transmission for a motor vehicle drive train of a motor vehicle, with:
  • a first transmission input shaft for a first partial transmission for operatively connecting the hybrid transmission to an internal combustion engine of the motor vehicle;
  • a second transmission input shaft for operatively connecting the hybrid transmission to a first electric drive machine of the motor vehicle;
  • a planetary gear set, which is connected to the first transmission input shaft, the second transmission input shaft and a transmission drive shaft for a second partial transmission is connected;
  • a countershaft;
  • a connection switching element for drivingly connecting the first transmission input shaft and the transmission input shaft;
  • Gear wheel pairs consisting of loose wheels and fixed wheels arranged in several wheelset planes to form five gears; and a plurality of gear shifting devices with shifting elements for engaging the gear ratios, wherein
  • two electrodynamic superposition states can be set up with the planetary gear set and the first sub-transmission includes exactly three pairs of gears and the second sub-transmission includes exactly two pairs of gears.

Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit:

  • einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert;
  • einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und
  • einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbindbar ist.
The above object is also achieved by a motor vehicle drive train for a motor vehicle, with:
  • a hybrid transmission as previously defined;
  • an internal combustion engine connectable to the first transmission input shaft; and
  • a first electric drive machine which can be connected to the second transmission input shaft in a drivingly effective manner.

Die obige Aufgabe wird zudem gelöst von einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs wie zuvor definiert.The above object is also achieved by a method for operating a motor vehicle drive train as defined above.

Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Kraftfahrzeug, mit:

  • einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
  • einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine.
The above task is finally solved by a motor vehicle with:
  • an automotive powertrain as previously defined; and
  • an energy store for storing energy for supplying the first electric drive machine and/or the second electric drive machine.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug sowie das Verfahren entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.Preferred developments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. In particular, the motor vehicle drive train, the motor vehicle and the method can be designed in accordance with the configurations described for the hybrid transmission in the dependent claims.

Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs und eine zweite Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs kann ein kompaktes und funktionsumfangreiches Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Mittels eines Planetenradsatzes, der mit der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und einer Getriebeantriebswelle für ein zweites Teilgetriebe verbunden ist, kann ein EDA Modus, insbesondere zwei, EDA Modi technisch eingerichtet werden, der ein elektrodynamisches Anfahren und elektrodynamische Schaltungen ermöglicht. Durch ein Verbindungsschaltelement zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle und der Getriebeantriebswelle kann technisch einfach ein Verblocken des Planetenradsatzes erfolgen. Hierdurch kann eine Vielzahl von Gangstufen im Hybridgetriebe realisiert werden. Dadurch, dass das erste Teilgetriebe genau drei Zahnradpaare und das zweite Teilgetriebe genau zwei Zahnradpaare umfasst, kann ein Hybridgetriebe mit fünf Verbrennungsgangstufen sowie vier Elektrogangstufen bei hoher Kompaktheit und einfachem mechanischen Aufbau geschaffen werden.A compact and functionally extensive hybrid transmission can be created by a first transmission input shaft for operatively connecting the hybrid transmission to an internal combustion engine of the motor vehicle and a second transmission input shaft for operatively connecting the hybrid transmission to a first electric drive motor of the motor vehicle. An active connection can be designed to be both switchable and non-switchable. By means of a planetary gear set, which is connected to the first transmission input shaft, the second transmission input shaft and a transmission input shaft for a second partial transmission, an EDA mode, in particular two EDA modes, can be set up technically, which enables electrodynamic starting and electrodynamic shifting. The planetary gearset can be blocked in a technically simple manner by a connecting switching element for drivingly connecting the first transmission input shaft and the transmission input shaft. As a result, a large number of gears can be implemented in the hybrid transmission. Because the first sub-transmission has exactly three pairs of gears and the second sub-transmission has exactly two pairs of gears, a hybrid transmission with five combustion gears and four electric gears can be created with great compactness and a simple mechanical design.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Planetenradsatz einen Minus-Planetenradsatz. Hierdurch kann das benötigte Stützmoment der ersten elektrischen Antriebsmaschine an einem Planetenradsatzelement beim elektrodynamischen Anfahren geringer ausfallen und ferner ein EDA Modus länger generatorisch betrieben werden.In a preferred embodiment, the planetary gear set includes a minus planetary gear set. As a result, the supporting torque required by the first electric drive machine on a planetary gear set element when starting up electrodynamically can be lower and, in addition, an EDA mode can be operated as a generator for longer.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes verbunden. Ergänzend oder alternativ ist die zweite Getriebeeingangswelle antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes verbunden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein Planetenradträger des Planetenradsatzes mit der Getriebeantriebswelle für das zweite Teilgetriebe verbunden. Durch diese vorteilhafte Anbindung weist die elektrische Antriebsmaschine eine geringere Ausgleichsdrehzahl bei einem elektrodynamischen Anfahren auf.In a further advantageous embodiment, the first transmission input shaft is drivingly connected to a sun gear of the planetary gear set. Additionally or alternatively, the second transmission input shaft is drivingly connected to a ring gear of the planetary gear set. Furthermore, additionally or alternatively, a planet carrier of the planetary gear set is connected to the transmission drive shaft for the second sub-transmission. As a result of this advantageous connection, the electric drive machine has a lower compensation speed when starting off electrodynamically.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Getriebeeingangswelle und die Getriebeantriebswelle koaxial zueinander angeordnet. Ergänzend ist die Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeeingangswelle zumindest abschnittsweise. Durch die koaxiale Anordnung und das zumindest abschnittsweise Umgeben kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes verbessert werden.In a further advantageous embodiment, the first transmission input shaft and the transmission drive shaft are arranged coaxially with one another. In addition, the transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and surrounds the first transmission input shaft at least in sections. The compactness of the hybrid transmission can be improved by the coaxial arrangement and the surrounding at least in sections.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden elektrodynamischen Überlagerungszustände mit den genau zwei Zahnradpaaren des zweiten Teilgetriebes einrichtbar. Hierdurch kann ein hoch komfortables Hybridgetriebe geschaffen werden, mittels dem aus dem Anfahren heraus in eine Vielzahl der Gangstufen, insbesondere Gangstufen für die Verbrennungsmaschine, direkt gewechselt werden kann.In a further advantageous embodiment, the two electrodynamic superposition states with exactly two pairs of gears second partial transmission set up. As a result, a highly comfortable hybrid transmission can be created, by means of which it is possible to change directly into a large number of gears, in particular gears for the internal combustion engine, when starting off.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erste Getriebeeingangswelle eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine. Die Verbrennungsmaschinenkupplung ist vorzugsweise als Reibschaltelement oder Reibkupplung ausgebildet. Mittels einer Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Verbrennungsmaschine vom Hybridgetriebe entkoppelt werden und ein hoch effizienter, rein elektrischer Fahrmodus eingerichtet werden. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung in Form eines Reibschaltelements ist ein so genannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine möglich. Ferner ist es denkbar, die Verbrennungsmaschinenkupplung als Anfahrelement für die Verbrennungsmaschine zu verwenden.In a further advantageous embodiment, the first transmission input shaft comprises an internal combustion engine clutch for detachably drivingly connecting the first transmission input shaft to the internal combustion engine. The internal combustion engine clutch is preferably designed as a friction shift element or friction clutch. The combustion engine can be decoupled from the hybrid transmission by means of a combustion engine clutch and a highly efficient, purely electric driving mode can be set up. With an internal combustion engine clutch in the form of a friction shift element, what is known as a momentum start of the internal combustion engine is possible. It is also conceivable to use the internal combustion engine clutch as a starting element for the internal combustion engine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorgelegewelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt zumindest abschnittsweise eine Abtriebswelle des Hybridgetriebes. Hierdurch kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden. Ferner kann eine robuste und stabile Lagerung der Vorgelegewelle erfolgen.In a further advantageous embodiment, the countershaft is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds an output shaft of the hybrid transmission. As a result, the compactness of the hybrid transmission can be further improved. Furthermore, the countershaft can be supported in a robust and stable manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind von einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend eine Reihenfolge der Zahnradpaare auf dem ersten Teilgetriebe sowie eine Reihenfolge der Zahnradpaare auf dem zweiten Teilgetriebe und/oder eine Anordnung des Festrades und des Losrades für zwei Zahnradpaare des ersten und zwei Zahnradpaare des zweiten Teilgetriebes tauschbar. Hierdurch kann ein hochvariables Hybridgetriebe geschaffen werden, das an verschiedene Bauraumanforderungen technisch einfach angepasst werden kann.In a further advantageous embodiment, starting from a connection side of the internal combustion engine, there is a sequence of the gear pairs on the first partial transmission and a sequence of the gear pairs on the second partial transmission and/or an arrangement of the fixed wheel and the loose wheel for two gear pairs of the first and two gear pairs of the second partial transmission exchangeable. As a result, a highly variable hybrid transmission can be created that can be technically easily adapted to different installation space requirements.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, als Doppelschaltelemente ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Durch formschlüssige Schaltelemente kann ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch wenigstens ein Doppelschaltelement kann der Aufbau und der Betrieb des Hybridgetriebes vereinfacht sein. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden.In a further advantageous embodiment, the switching elements are designed as form-fitting switching elements. Additionally or alternatively, at least two of the switching elements, preferably all switching elements, are designed as double switching elements and can be actuated by a double-acting actuator. A highly efficient and cost-effective hybrid transmission can be created using positive-locking shifting elements. The design and operation of the hybrid transmission can be simplified by at least one double shifting element. In particular, a double switching element can be switched by means of a single actuator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Koaxialmaschine ausgebildet. Ergänzend ist der Planetenradsatz axial und/oder radial innerhalb der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Hierdurch kann ein hocheffizienter und insbesondere axial kompakt bauender Antriebsstrang geschaffen werden. Der zur Verfügung stehende Bauraum kann vorteilhaft ausgenutzt werden.In a further advantageous embodiment, the first electric drive machine is designed as a coaxial machine. In addition, the planetary gear set is arranged axially and/or radially inside the electric drive machine. As a result, a highly efficient and, in particular, axially compact drive train can be created. The available installation space can be used to advantage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abtrieb des Hybridgetriebes mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar, wobei eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine umfasst. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybridantriebsstrang mit Allradantrieb geschaffen werden. Ferner kann durch den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten technisch einfach ermöglicht werden, da die elektrische Achse bei Schaltungen im Hybridgetriebe die Zugkraft aufrechterhalten kann. Zudem kann ein ausfallsicherer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug geschaffen werden, da im Falle eines aufgebrauchten Energiespeichers für die erste elektrische Antriebsmaschine ein sogenannter serieller Fahrmodus einrichtbar ist. Bei dem seriellen Fahrmodus wird vorzugsweise die erste elektrische Antriebsmaschine von der Verbrennungsmaschine generatorisch betrieben und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsmaschine zur Verfügung gestellt.In a further advantageous refinement, an output of the hybrid transmission can be connected in a drivingly effective manner to a first motor vehicle axle, with a second motor vehicle axle comprising an electric axle with a second electric drive motor. As a result, a hybrid drive train with all-wheel drive can be created in a technically simple manner. Furthermore, the motor vehicle drive train can enable shifting without interruption of traction in a technically simple manner, since the electric axle can maintain the traction during shifts in the hybrid transmission. In addition, a fail-safe drive train for a motor vehicle can be created, since a so-called serial driving mode can be set up for the first electric drive machine if the energy store is used up. In the serial driving mode, the first electric drive machine is preferably operated as a generator by the internal combustion engine and the energy thus generated is made available to the second electric drive machine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine ansteuerbar, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten. Hierdurch kann ein hoch variabler Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden, bei dem insbesondere auch bei leerem Energiespeicher elektrisch gefahren und insbesondere elektrisch angefahren werden kann. Ferner kann ein effizienter Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden. Insbesondere kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Es versteht sich, dass auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden kann, da die erste elektrische Antriebsmaschine die Verbrennungsmaschine anschleppen kann.In a further advantageous embodiment, the first electric drive machine can be controlled as a starter generator for starting the internal combustion engine. In addition or as an alternative, the first electric drive machine can be controlled as a charging generator for charging an energy store. Furthermore, additionally or alternatively, the first electric drive machine can be controlled as a generator to supply the second electric drive machine in order to set up a serial driving mode. As a result, a highly variable motor vehicle drive train can be created in which, in particular, it is possible to drive and, in particular, to start up electrically even when the energy store is empty. Furthermore, an efficient motor vehicle drive train can be created. In particular, fuel consumption can be reduced. It goes without saying that an additional starter for the internal combustion engine can be dispensed with, since the first electric drive machine can tow the internal combustion engine.

Ein Festsetzen eines Elements eines Planetenradsatzes ist insbesondere als ein Blockieren einer Drehung des Elements um seine Rotationsachse zu verstehen. Vorzugsweise wird dabei das Element mittels eines Schaltelements drehfest mit einem statischen Bauteil wie einem Rahmen und/oder einem Getriebegehäuse verbunden. Es ist auch denkbar, das Element bis zu einem Stillstand zu bremsen.A locking of an element of a planetary gear set is to be understood in particular as a blocking of a rotation of the element about its axis of rotation. This will preferably be the case Element by means of a switching element rotatably connected to a static component such as a frame and / or a transmission housing. It is also conceivable to brake the element to a standstill.

Ein Verblocken eines Planetenradsatzes umfasst ein antriebswirksames Verbinden zweier Zahnräder und/oder des Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes, sodass diese gemeinsam mit der gleichen Umdrehungszahl um denselben Punkt, vorzugsweise den Mittelpunkt des Planetenradsatzes, rotieren. Beim Verblocken zweier Zahnräder und/oder eines Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes wirkt der Planetenradsatz vorzugsweise wie eine Welle, es findet insbesondere keine Übersetzung im Planetenradsatz statt.Blocking a planetary gearset includes drivingly connecting two gearwheels and/or the planetary gear carrier and one gearwheel of the planetary gearset, so that they rotate together at the same number of revolutions around the same point, preferably the center point of the planetary gearset. When two gear wheels and/or a planetary gear carrier and a gear wheel of the planetary gear set are locked together, the planetary gear set preferably acts like a shaft; in particular, there is no translation in the planetary gear set.

Unter „antriebswirksam verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder Antriebsleistung 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, insbesondere ein Zugmittelgetriebe, erfolgen.In this context, “connected in a drivingly effective manner” is to be understood in particular as meaning a non-switchable connection between two components, which is provided for permanent transmission of a speed, a torque and/or drive power. The connection can be made either directly or via a fixed transmission. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a toothing, in particular a spur gear toothing and/or a belt device, in particular a traction mechanism.

Unter „antriebswirksam verbindbar“, „kann antriebswirksam verbunden werden“ oder „ist zum antriebswirksamen Verbinden ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein schaltbares Verbinden zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welches in einem geschlossenen Zustand zu einer temporären Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand überträgt das schaltbare Verbinden vorzugsweise temporär im Wesentlichen keine Drehzahl, kein Drehmoment und/oder keine Antriebsleistung.In this context, "can be connected in a drive-effective manner", "can be connected in a drive-effective manner" or "is designed for drive-effective connection" in particular to mean a switchable connection between two components which, in a closed state, results in a temporary transmission of a speed, a torque and/or or a drive power is provided. In an open state, the switchable connection preferably temporarily transmits essentially no speed, no torque and/or no drive power.

Unter Standladen bzw. Laden-in-Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.Stationary charging or charging in neutral is to be understood in particular as the operation of the electric drive motor as a generator, preferably when the internal combustion engine is at a standstill, in order to fill an energy storage device and/or feed on-board electronics.

Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.In the present case, an actuator is in particular a component that converts an electrical signal into a mechanical movement. Preferably, actuators used with double switching elements perform movements in two opposite directions in order to switch one switching element of the double switching element in the first direction and to switch the other switching element in the second direction.

Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder von der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.A gear change occurs in particular by disengaging a shifting element and/or a clutch and simultaneously engaging the shifting element and/or the clutch for the next higher or lower gear. The second shifting element and/or the second clutch thus gradually takes over the torque from the first shifting element and/or the first clutch until, at the end of the gear stage change, the entire torque is taken over by the second shifting element and/or the second clutch. With prior synchronization, a gear change can take place more quickly, and positive-locking shifting elements can preferably be used in this case.

Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein.An internal combustion engine can be, in particular, any machine that can generate a rotary motion by burning a drive medium, such as gasoline, diesel, kerosene, ethanol, liquid gas, LPG, etc. An internal combustion engine can be, for example, an Otto engine, a diesel engine, a Wankel engine or a two-stroke engine.

Beim seriellen Fahren oder Kriechen wird eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs generatorisch von einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben. Die so erzeugte Energie wird dann einer weiteren elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, um Antriebsleistung bereitzustellen.When driving or crawling in series, an electric drive machine of a motor vehicle is operated as a generator by an internal combustion engine of the motor vehicle. The energy generated in this way is then made available to a further electric drive machine of the motor vehicle in order to provide drive power.

Eine elektrische Fahrzeugachse, oder kurz elektrische Achse, ist vorzugsweise eine Nicht-Haupt-Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, bei der mittels einer elektrischen Antriebsmaschine Antriebsleistung auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine auch mittels eines Getriebes angebunden sein kann. Mittels einer elektrischen Achse kann ganz oder teilweise eine Zugkraft aufrechterhalten werden, wenn im Getriebe für eine Haupt-Antriebsachse ein Gangwechsel erfolgt. Ferner kann mittels einer elektrischen Achse zumindest teilweise eine Allrad-Funktionalität eingerichtet werden.An electric vehicle axle, or electric axle for short, is preferably a non-main drive axle of a motor vehicle, in which drive power can be transmitted to the wheels of the motor vehicle by means of an electric drive machine. It goes without saying that the electric drive machine can also be connected by means of a transmission. A traction force can be maintained in whole or in part by means of an electric axle when a gear change takes place in the transmission for a main drive axle. Furthermore, an all-wheel drive functionality can be set up at least partially by means of an electric axle.

Ein elektrodynamisches Anfahrelement (EDA) bewirkt, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl stattfindet, sodass ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand bei laufender Verbrennungsmaschine, vorzugsweise ohne Reibkupplung, möglich ist. Dabei stützt die elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment ab. Vorzugsweise ist die Verbrennungsmaschine nicht mehr durch eine Anfahrkupplung oder dergleichen vom Getriebe trennbar. Durch Verwenden eines EDAs können vorzugsweise Anlasser, Generator und Anfahrkupplung beziehungsweise hydrodynamischer Wandler entfallen. Dabei baut ein EDA insbesondere so kompakt, dass alle Komponenten im serienmäßigen Kupplungsgehäuse ohne Verlängerung des Getriebes Platz finden. Das elektrodynamische Anfahrelement kann beispielsweise über einen weich abgestimmten Torsionsdämpfer fest mit einer Verbrennungsmaschine und insbesondere einem Schwungrad einer Verbrennungsmaschine verbunden sein. Somit können die elektrische Antriebsmaschine und die Verbrennungsmaschine wahlweise gleichzeitig oder alternativ betrieben werden. Hält das Kraftfahrzeug an, können elektrische Antriebsmaschine und Verbrennungsmaschine abgeschaltet werden. Aufgrund einer guten Regelbarkeit der elektrischen Antriebsmaschine wird eine sehr hohe Anfahrqualität erreicht, die der eines Antriebs mit Wandlerkupplung entsprechen kann.An electrodynamic starting element (EDA) causes the speed of the internal combustion engine and the speed of the electric drive unit to be superimposed via one or more planetary gear sets, so that a motor vehicle can be started from a standstill while the internal combustion engine is running, preferably without a friction clutch. In this case, the electric drive machine supports a torque. Preferably, the internal combustion engine is not more separable from the transmission by a starting clutch or the like. By using an EDA, the starter, generator and starting clutch or hydrodynamic converter can preferably be omitted. In particular, an EDA is so compact that all components can be accommodated in the standard clutch housing without extending the transmission. The electrodynamic starting element can be firmly connected to an internal combustion engine and in particular to a flywheel of an internal combustion engine, for example via a softly tuned torsional damper. Thus, the electric drive machine and the internal combustion engine can be operated either simultaneously or alternatively. If the motor vehicle stops, the electric drive motor and the internal combustion engine can be switched off. Due to the good controllability of the electric drive unit, a very high starting quality is achieved, which can correspond to that of a drive with a converter clutch.

Bei einer sogenannten elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie beim EDA-Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine angepasst, sodass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, sodass das einzulegende Schaltelement synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Das elektrodynamische Schaltverfahren hat den Vorteil, dass das zu schaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zusammenspiel der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine synchronisiert wird, wobei die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise präzise regelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS-Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine im Hybridgetriebe summieren.In a so-called electrodynamic shift (EDS), as with EDA starting, a speed superimposition of the speed of the internal combustion engine and the speed of the electric drive machine takes place via one or more planetary gear sets. At the start of shifting, the torques of the electric drive motor and the internal combustion engine are adjusted so that the shifting element to be designed is load-free. After opening this switching element, the speed is adjusted while maintaining the traction, so that the switching element to be engaged becomes synchronous. After the switching element is closed, the load is shared between the internal combustion engine and the electric drive unit as required, depending on the hybrid operating strategy. The advantage of the electrodynamic shifting method is that the shifting element of the target gear to be shifted is synchronized by the interaction of the electric drive motor and the internal combustion engine, with the electric drive motor preferably being precisely controllable. Another advantage of the EDL shifting process is that a high level of traction can be achieved, since the torques of the internal combustion engine and the electric machine add up in the hybrid transmission.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;
  • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 3 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 2;
  • 4 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 6a bis 6d weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridgetrieben;
  • 7 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 8 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 9 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
  • 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und
  • 11 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes.
The invention is described and explained in more detail below using a few selected exemplary embodiments in connection with the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic plan view of a motor vehicle with a motor vehicle drive train according to the invention;
  • 2 a schematic representation of the hybrid transmission according to the invention;
  • 3 schematically the switching states of the hybrid transmission according to the 2 ;
  • 4 another variant of a hybrid transmission according to the invention;
  • 5 another variant of a hybrid transmission according to the invention;
  • 6a to 6d further variants of hybrid transmissions according to the invention;
  • 7 another variant of a hybrid transmission according to the invention;
  • 8th another variant of a hybrid transmission according to the invention;
  • 9 another variant of a hybrid transmission according to the invention;
  • 10 another variant of a hybrid transmission according to the invention; and
  • 11 another variant of a hybrid transmission according to the invention.

In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14, eine Verbrennungsmaschine 16 und ein Hybridgetriebe 18 auf. Das Hybridgetriebe 18 ist mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine optionale elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20, die mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Anbindung erfolgen kann, also dass das Hybridgetriebe 18 mit der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist und die Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 die elektrische Achse umfasst. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14, der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 dient.In 1 a motor vehicle 10 with a motor vehicle drive train 12 is shown schematically. The motor vehicle drive train 12 has a first electric drive machine 14 , an internal combustion engine 16 and a hybrid transmission 18 . The hybrid transmission 18 is connected to a front axle of the motor vehicle 10 . In the example shown, the motor vehicle drive train 12 also includes an optional electric axle with a second electric drive machine 20 which is connected to a rear axle of the motor vehicle 10 . It goes without saying that the reverse connection can also take place, that is to say that the hybrid transmission 18 is connected to the rear axle of the motor vehicle 10 and the front axle of the motor vehicle 10 comprises the electric axle. Drive power of the first electric drive machine 14, the internal combustion engine 16 and/or the second electric drive machine 20 is supplied to the wheels of the motor vehicle 10 by means of the motor vehicle drive train 12. The motor vehicle 10 also has an energy store 22 in order to store energy that is used to supply the first electric drive machine 14 and/or the second electric drive machine 20 .

In 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26 auf. Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist mittels einer Verbrennungsmaschinenkupplung K0 antriebswirksam mit der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 verbindbar. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist mit einer als Koaxialmaschine ausgebildeten ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 antriebswirksam verbunden. In 2 a schematic representation of a hybrid transmission 18 according to the invention in a motor vehicle drive train 12 is shown. The hybrid transmission 18 has a first transmission input shaft 24 and a second transmission input shaft 26 . The first transmission input shaft 24 can be drivingly connected to the internal combustion engine 16 (not shown) by means of an internal combustion engine clutch K0. The second transmission input shaft 26 is connected to a coaxial machine trained first electric drive machine 14 drivingly connected.

Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine Getriebeantriebswelle 28 auf sowie eine parallel zur ersten Getriebeeingangswelle 24 und Getriebeantriebswelle 28 angeordnete Vorgelegewelle 30.The hybrid transmission 18 also has a transmission drive shaft 28 and a countershaft 30 arranged parallel to the first transmission input shaft 24 and transmission drive shaft 28.

Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist mit einem Sonnenrad eines Planetenradsatzes RS antriebswirksam verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS antriebswirksam verbunden. Ein Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 28 verbunden.The first transmission input shaft 24 is drivingly connected to a sun gear of a planetary gearset RS. The second transmission input shaft 26 is drivingly connected to a ring gear of the planetary gear set RS. A planet carrier of the planetary gear set RS is drivingly connected to the transmission input shaft 28 .

Das Hybridgetriebe 18 umfasst insgesamt fünf gangbildende Zahnradpaare, die mit ST1 bis ST5 durchnummeriert sind.The hybrid transmission 18 includes a total of five gear-forming pairs of gears, which are numbered ST1 to ST5.

An der Getriebeantriebswelle 28 sind das vierte Zahnradpaar ST4 und das zweite Zahnradpaar ST2 angeordnet, wobei die Zahnradpaare ST4, ST2 jeweils ein Festrad umfassen, das an der Getriebeantriebswelle 28 angeordnet ist und in Eingriff mit einem an der Vorgelegewelle 30 angeordneten Hohlrad ist.The fourth gear pair ST4 and the second gear pair ST2 are arranged on the transmission input shaft 28, the gear pairs ST4, ST2 each comprising a fixed wheel which is arranged on the transmission input shaft 28 and meshes with a ring gear arranged on the countershaft 30.

An der ersten Getriebeeingangswelle 24 ist ein Losrad des fünften Zahnradpaares ST5 angeordnet, das mit einem an der Vorgelegewelle 30 angeordneten Festrad kämmt. Ferner sind an der ersten Getriebeeingangswelle 24 ein Festrad des ersten Zahnradpaares ST1 und ein Festrad des dritten Zahnradpaares ST3 angeordnet, die jeweils mit einem an der Vorgelegewelle 30 angeordneten Losrad in Eingriff sind.A loose wheel of the fifth gear pair ST5 is arranged on the first transmission input shaft 24 and meshes with a fixed wheel arranged on the countershaft 30 . Furthermore, a fixed wheel of the first gear pair ST1 and a fixed wheel of the third gear pair ST3 are arranged on the first transmission input shaft 24 , each meshing with an idler gear arranged on the countershaft 30 .

Von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus ist zunächst das vierte Zahnradpaar ST4, dann das zweite Zahnradpaar ST2, dann das fünfte Zahnradpaar ST5, dann das erste Zahnradpaar ST1 und schließlich das dritte Zahnradpaar ST3 im Hybridgetriebe 18 angeordnet.The fourth gear pair ST4, then the second gear pair ST2, then the fifth gear pair ST5, then the first gear pair ST1 and finally the third gear pair ST3 are arranged in the hybrid transmission 18 from a connection side of the internal combustion engine 16 (not shown).

Das erste Zahnradpaar ST1 kann durch Einlegen eines ersten Schaltelements A antriebswirksam geschaltet werden. Das zweite Zahnradpaar ST2 kann durch Einlegen eines zweiten Schaltelements B antriebswirksam geschaltet werden. Das dritte Zahnradpaar ST3 kann durch Einlegen eines dritten Schaltelements C antriebswirksam geschaltet werden. Das vierte Zahnradpaar ST4 kann durch Einlegen eines vierten Schaltelements D antriebswirksam geschaltet werden. Das fünfte Zahnradpaar ST5 kann durch Einlegen eines fünften Schaltelements E antriebswirksam geschaltet werden.The first pair of gears ST1 can be activated by inserting a first shifting element A. The second pair of gears ST2 can be activated by inserting a second shifting element B. The third gear pair ST3 can be activated by inserting a third shifting element C. The fourth pair of gears ST4 can be activated by inserting a fourth shifting element D. The fifth gear pair ST5 can be activated by inserting a fifth switching element E.

Ferner ist ein Verbindungsschaltelement K3 im Hybridgetriebe 18 angeordnet, das dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle 24 antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 28 zu verbinden und somit den Planetenradsatz RS zu verblocken.Furthermore, a connecting switching element K3 is arranged in the hybrid transmission 18, which is designed to driveally connect the first transmission input shaft 24 to the transmission input shaft 28 and thus to block the planetary gear set RS.

Das erste Schaltelement A ist mit dem dritten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das zweite Schaltelement B ist mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Ferner ist das Verbindungsschaltelement K3 mit dem fünften Schaltelement E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.The first switching element A is combined with the third switching element C to form a double switching element. The second switching element B is combined with the fourth switching element D to form a double switching element. Furthermore, the connecting switching element K3 is combined with the fifth switching element E to form a double switching element.

Das Hybridgetriebe 18 umfasst zwei Teilgetriebe, wobei ein erstes Teilgetriebe die erste Getriebeeingangswelle 24 als Eingangswelle aufweist und ein zweites Teilgetriebe die Getriebeantriebswelle 28 als Eingangswelle aufweist.The hybrid transmission 18 comprises two sub-transmissions, with a first sub-transmission having the first transmission input shaft 24 as the input shaft and a second sub-transmission having the transmission drive shaft 28 as the input shaft.

Mit Ausnahme der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 sind alle Schaltelemente A bis E, K3 vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente, ausgeführt.With the exception of the internal combustion engine clutch K0, all shifting elements A to E, K3 are preferably designed as positive shifting elements, for example dog shifting elements.

Das Hybridgetriebe 18 weist einen einfachen mechanischen Aufbau aus nur fünf Stirnradstufen oder Zahnradpaaren ST1-ST5 und einem Planetenradsatz RS auf. Zum Schalten des Hybridgetriebes 18 werden nur vier Aktoren benötigt. Ferner weist das Hybridgetriebe 18 eine kompakte Bauweise bei geringer Bauteilbelastung, einem geringen Getriebeverlust und gutem Verzahnungswirkungsgrad sowohl verbrennungsmotorisch als auch elektrisch auf. Mit dem Hybridgetriebe 18 kann eine vorteilhafte Übersetzungsreihe geschaffen werden, die insbesondere flexibel für jede Gangstufe einstellbar ist. Es werden elektrodynamische Schaltungen EDS sowie elektrodynamisches Anfahren EDA ermöglicht.The hybrid transmission 18 has a simple mechanical structure consisting of only five spur gears or gear pairs ST1-ST5 and a planetary gear set RS. Only four actuators are required to shift the hybrid transmission 18 . Furthermore, the hybrid transmission 18 has a compact design with low component stress, low transmission loss and good gearing efficiency, both in terms of the internal combustion engine and electrically. With the hybrid transmission 18, an advantageous range of gear ratios can be created that can be set particularly flexibly for each gear step. Electrodynamic switching EDS and electrodynamic starting EDA are made possible.

Antriebsleistung wird aus dem Hybridgetriebe 18 mittels einem Abtriebsradsatz an der Vorgelegewelle 30 und einem Abtrieb 32 des Hybridgetriebes 18 ermöglicht.Driving power is made possible from the hybrid transmission 18 by means of an output gear set on the countershaft 30 and an output 32 of the hybrid transmission 18 .

In 3 sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der 2 in einer Schaltmatrix 34 gezeigt. In der ersten Spalte der Schaltmatrix sind die Verbrennungsgangstufen V1 bis V5, zwei elektrodynamische Überlagerungszustände EDA1, EDA2, vier elektrische Gangstufen E1 bis E4 und der Zustand Laden in Neutral LiN gezeigt. In der zweiten bis achten Spalte sind die Schaltzustände der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, der Schaltelemente A bis E und des Verbindungsschaltelements K3 gezeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement bzw. die jeweilige Kupplung geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die entsprechende Kupplung offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.In 3 are schematically the switching states of the hybrid transmission 18 according to 2 shown in a switching matrix 34 . The combustion gears V1 to V5, two electrodynamic superimposition states EDA1, EDA2, four electric gears E1 to E4 and the charging in neutral LiN state are shown in the first column of the switching matrix. The switching states of the internal combustion engine clutch K0, the switching elements A to E and the connecting switching element K3 are shown in the second to eighth columns, with an “X” meaning that the respective switching element or the respective clutch is closed, i.e. the assigned arranged transmission components drivingly connects each other. If there is no entry, it can be assumed that the corresponding shifting element or the corresponding clutch is open, i.e. not transmitting any drive power.

Zum Einrichten einer ersten Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1 sind die Verbrennungsmaschinenkupplung K0, das erste Schaltelement A und das Verbindungsschaltelement K3 zu schließen.To set up a first variant of the first combustion gear stage V1.1, the combustion engine clutch K0, the first switching element A and the connecting switching element K3 must be closed.

Eine zweite Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.A second variant of the first combustion gear stage V1.2 can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0, the first switching element A and the second switching element B.

Eine zweite Verbrennungsgangstufe V2 wird durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des zweiten Schaltelements B und des Verbindungsschaltelements K3 eingerichtet.A second combustion gear stage V2 is set up by closing the internal combustion engine clutch K0, the second switching element B and the connecting switching element K3.

Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C richtet eine erste Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 ein.Closing the internal combustion engine clutch K0, the second switching element B and the third switching element C sets up a first variant of the third combustion gear stage V3.1.

Eine zweite Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.2 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des dritten Schaltelements C und des Verbindungsschaltelements K3 eingerichtet werden.A second variant of the third combustion gear V3.2 can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0, the third switching element C and the connecting switching element K3.

Eine dritte Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.A third variant of the third combustion gear stage V3.3 can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0 of the third switching element C and the fourth switching element D.

Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des vierten Schaltelements D und des Verbindungsschaltelements K3 richtet die vierte Verbrennungsgangstufe V4 ein.Closing the internal combustion engine clutch K0, the fourth switching element D and the connecting switching element K3 establishes the fourth combustion gear stage V4.

Eine fünfte Verbrennungsgangstufe V5 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des vierten Schaltelements D und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.A fifth combustion gear stage V5 can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0, the fourth switching element D and the fifth switching element E.

Ein erster elektrodynamischer Überlagerungszustand EDA1, der insbesondere für ein elektrodynamisches Anfahren dient, kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.A first electrodynamic superimposition state EDA1, which is used in particular for electrodynamic starting, can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0 and the second switching element B.

Ein zweiter elektrodynamischer Überlagerungszustand EDA2 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.A second electrodynamic superimposition state EDA2 can be set up by closing the internal combustion engine clutch K0 and the fourth switching element D.

Eine erste Elektrogangstufe E1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A und des Verbindungsschaltelements K3 eingerichtet werden.A first electric gear stage E1 can be set up by closing the first switching element A and the connecting switching element K3.

Ein Schließen des zweiten Schaltelements B und des Verbindungsschaltelements K3 richtet eine zweite Elektrogangstufe E2 ein.Closing the second switching element B and the connecting switching element K3 establishes a second electric gear stage E2.

Eine dritte Elektrogangstufe E3 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C und des Verbindungsschaltelements K3 eingerichtet werden.A third electric gear stage E3 can be set up by closing the third switching element C and the connecting switching element K3.

Ein Schließen des vierten Schaltelements D und des Verbindungsschaltelements K3 richtet die vierte Elektrogangstufe E4 ein.Closing the fourth switching element D and the connecting switching element K3 establishes the fourth electric gear stage E4.

Ein Zustand Laden in Neutral LiN, bei dem die Verbrennungsmaschine 16 antriebswirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden werden kann, ohne Antriebsleistung zum Abtrieb 32 zu übertragen, kann durch Schließen des Verbindungsschaltelements K3 eingerichtet werden.A charge-in-neutral-LiN condition, in which the internal combustion engine 16 can be drivingly connected to the first electric drive machine 14 without transmitting drive power to the output 32, can be established by closing the connection switching element K3.

Für verbrennungsmotorisches bzw. hybrides Fahren, also wenn die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 geschlossen ist, stehen fünf mechanische Gangstufen zur Verfügung.For internal combustion engine or hybrid driving, ie when the internal combustion engine clutch K0 is closed, five mechanical gears are available.

In der ersten Gangstufe ist das erste Schaltelement A geschlossen und auch nur das erste Schaltelement A belastet. In diesem Zustand kann noch ein weiteres Schaltelement geschlossen werden, um das Drehzahlniveau der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zu verändern. Bevorzugt wird die zweite Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 benutzt, da in der ersten Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1 das Verbindungsschaltelement K3 zusätzlich geschlossen ist, und hierdurch ein gutes Drehzahlniveau für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erreicht wird. In der zweiten Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 ist das zweite Schaltelement B zusätzlich geschlossen. Es findet eine Vorwahl für eine Schaltung in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 statt.In the first gear, the first shifting element A is closed and only the first shifting element A is loaded. In this state, another switching element can be closed in order to change the speed level of the first electric drive machine 14 . The second variant of the first combustion gear V1.2 is preferably used, since in the first variant of the first combustion gear V1.1 the connecting switching element K3 is also closed, and a good speed level for the first electric drive machine 14 is thereby achieved. In the second variant of the first combustion gear stage V1.2, the second switching element B is also closed. There is a preselection for a shift to the second combustion gear stage V2.

In der zweiten Gangstufe sind das zweite Schaltelement B und das Verbindungsschaltelement A3 geschlossen und beide Schaltelemente belastet. In diesem Schaltzustand dreht die erste elektrische Antriebsmaschine 14 gleich schnell wie die Verbrennungsmaschine 16.In the second gear, the second shifting element B and the connecting shifting element A3 are closed and both shifting elements are loaded. In this switching state, the first electric drive machine 14 rotates at the same speed as the internal combustion engine 16.

In der dritten Gangstufe ist das dritte Schaltelement C geschlossen und nur dieses ist belastet. Durch Schließen eines weiteren Schaltelements kann das Drehzahlniveau der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verändert werden. In der zweiten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.2 ist das Verbindungsschaltelement K3 zusätzlich geschlossen, was ein bevorzugtes Drehzahlniveau für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ermöglicht. In der ersten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 ist das zweite Schaltelement B zusätzlich geschlossen, was als Vorwahlschaltung für eine Rückschaltung in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 dienen kann. In der dritten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 ist das vierte Schaltelement zusätzlich geschlossen um eine Schaltung in die vierte Verbrennungsgangstufe V4 vorzubereiten.In the third gear, the third switching element C is closed and only this is loaded. The speed level of the first electric drive machine 14 can be changed by closing a further switching element. In the second variant of the third combustion gear V3.2, the connecting switching element K3 is additionally closed, which is a preferred speed level for the first electric drive machine 14 allows. In the first variant of the third combustion gear stage V3.1, the second switching element B is additionally closed, which can serve as a preselection circuit for a downshift into the second combustion gear stage V2. In the third variant of the third combustion gear V3.3, the fourth switching element is additionally closed in order to prepare a shift into the fourth combustion gear V4.

In der vierten Gangstufe sind das vierte Schaltelement D und das Verbindungsschaltelement K3 geschlossen und beide Schaltelemente sind belastet. In diesem Schaltzustand dreht die erste elektrische Antriebsmaschine 14 gleich schnell wie die Verbrennungsmaschine.In the fourth gear, the fourth shifting element D and the connecting shifting element K3 are closed and both shifting elements are loaded. In this switching state, the first electric drive machine 14 rotates at the same speed as the internal combustion engine.

In der fünften Gangstufe ist das fünfte Schaltelement E geschlossen und auch nur dieses belastet. Es kann ein weiteres Schaltelement geschlossen werden, um das Drehzahlniveau der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zu ändern. Vorzugsweise wird das vierte Schaltelement D geschlossen, sodass die vierte Verbrennungsgangstufe V4 vorgewählt ist.In the fifth gear, the fifth shifting element E is closed and only this is loaded. Another switching element can be closed in order to change the speed level of the first electric drive machine 14 . The fourth switching element D is preferably closed, so that the fourth combustion gear stage V4 is preselected.

In dem gezeigten Beispiel kann das Verbindungsschaltelement K3 nicht gleichzeitig mit dem fünften Schaltelement E geschlossen werden, da diese beiden Schaltelemente zur einem Doppelschaltelement kombiniert sind. Es versteht sich, dass im Falle einer separaten Aktuierung vom fünften Schaltelement E und dem Verbindungsschaltelement K3 diese beiden Schaltelemente gleichzeitig geschlossen werden können.In the example shown, the connecting switching element K3 cannot be closed at the same time as the fifth switching element E, since these two switching elements are combined to form a double switching element. It goes without saying that if the fifth switching element E and the connecting switching element K3 are actuated separately, these two switching elements can be closed simultaneously.

Ein rein elektrisches Fahren ist mit geöffneter Verbrennungsmaschinenkupplung K0 möglich. Die vier Gangstufen, bei denen das Verbrennungsschaltelement K3 geschlossen ist, können auch für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 als rein elektrische Gangstufen genutzt werden, wenn die Verbrennungsmaschine 16 über eine offene Verbrennungsmaschinenkupplung K0 abgetrennt ist. Ferner können sechs elektrische Zusatzgangstufen EZ1 bis EZ6 für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 geschaffen werden, wenn das Verbindungsschaltelement K3 geöffnet ist.Purely electric driving is possible with the internal combustion engine clutch K0 open. The four gears in which the combustion switching element K3 is closed can also be used as purely electric gears for the first electric drive motor 14 if the combustion engine 16 is disconnected via an open combustion engine clutch K0. Furthermore, six electric additional gears EZ1 to EZ6 can be created for the first electric drive machine 14 when the connecting switching element K3 is open.

Sind das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B geschlossen, kann eine erste elektrische Zusatzgangstufe EZ1 eingerichtet werden.If the first switching element A and the second switching element B are closed, a first electrical additional gear stage EZ1 can be set up.

Ist das erste Schaltelement A sowie das vierte Schaltelement D geschlossen, kann eine zweite elektrische Zusatzgangstufe EZ2 eingerichtet werden.If the first switching element A and the fourth switching element D are closed, a second electrical additional gear stage EZ2 can be set up.

Durch Schließen des dritten Schaltelements C und des zweiten Schaltelements B kann eine dritte elektrische Zusatzgangstufe EZ3 eingerichtet werden.By closing the third switching element C and the second switching element B, a third electrical additional gear stage EZ3 can be set up.

Ein Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D richtet eine vierte elektrische Zusatzgangstufe EZ4 ein. Ein Schließen des vierten Schaltelements D und des fünften Schaltelements E richtet eine fünfte elektrische Zusatzgangstufe EZ5 ein.Closing the third switching element C and the fourth switching element D establishes a fourth electrical additional gear stage EZ4. Closing the fourth switching element D and the fifth switching element E establishes a fifth electrical additional gear stage EZ5.

Eine sechste elektrische Zusatzgangstufe EZ6 kann durch Schließen des vierten Schaltelements D und des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.A sixth electric additional gear stage EZ6 can be set up by closing the fourth switching element D and the second switching element B.

Ist das zweite Schaltelement B oder das vierte Schaltelement D geschlossen, entsteht bei geschlossener Verbrennungsmaschinenkupplung K0 jeweils ein EDA Zustand am Planetenradsatz RS. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des Planetenradsatzes RS das Moment der Verbrennungsmaschine 16 abstützt und der Planetenradträger des Planetenradsatzes RS über das zweite Zahnradpaar ST2 oder das vierte Zahnradpaar ST4 mit dem Abtrieb 32 verbunden ist. Hierdurch ist ein vorwärts gerichtetes EDA Anfahren möglich.If the second shifting element B or the fourth shifting element D is engaged, an EDA state arises at the planetary gearset RS when the internal combustion engine clutch K0 is engaged. The internal combustion engine 16 is then connected to the sun gear of the planetary gear set RS, with the first electric drive engine 14 supporting the torque of the internal combustion engine 16 on the ring gear of the planetary gear set RS and the planetary gear carrier of the planetary gear set RS being connected to the output 32 via the second gear pair ST2 or the fourth gear pair ST4 connected is. This enables a forward EDA approach.

Im ersten elektrodynamischen Überlagerungszustand EDA1 kann für die Verbrennungsmaschine 16 in die zweite Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2, die zweite Verbrennungsgangstufe V2 und die erste Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 geschaltet werden, weil das zweite Schaltelement B in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.In the first electrodynamic superimposition state EDA1, the internal combustion engine 16 can be switched to the second variant of the first combustion gear V1.2, the second combustion gear V2 and the first variant of the third combustion gear V3.1 because the second switching element B is closed in each of these switching states.

Aus dem zweiten elektrodynamischen Überlagerungszustand EDA2 kann für die Verbrennungsmaschine 16 in die dritte Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3, die vierte Verbrennungsgangstufe V4 und die fünfte Verbrennungsgangstufe V5 geschaltet werden, weil das vierte Schaltelement D in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.From the second electrodynamic superimposition state EDA2, the internal combustion engine 16 can be switched to the third variant of the third combustion gear V3.3, the fourth combustion gear V4 and the fifth combustion gear V5, because the fourth switching element D is closed in each of these switching states.

Eine elektrodynamische Lastschaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe ist elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das zweite Schaltelement B geschlossen bleibt. Hierbei wird von der zweiten Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 gewechselt.Electrodynamic power shifting from the first gear to the second gear is possible electrodynamically by the first electric drive machine 14, with the second shifting element B remaining closed. This is changed from the second variant of the first combustion gear V1.2 in the second combustion gear V2.

Eine Schaltung von der zweiten in die dritte Gangstufe ist ebenfalls elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das zweite Schaltelement B geschlossen bleibt. Hierbei wird von der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 in die erste Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 gewechselt.A shift from the second to the third gear is also possible electrodynamically by the first electric drive machine 14, with the second shifting element B remaining closed. Here, there is a change from the second combustion gear stage V2 to the first variant of the third combustion gear stage V3.1.

Eine Schaltung von der dritten in die vierte Gangstufe ist elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das vierte Schaltelement D geschlossen bleibt. Es wird von der dritten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 in die vierte Verbrennungsgangstufe V4 gewechselt.A shift from the third to the fourth gear is possible electrodynamically by the first electric drive machine 14, with the fourth shifting element D remaining closed. There is a change from the third variant of the third combustion gear V3.3 to the fourth combustion gear V4.

Ein Wechsel von der vierten in die fünfte Gangstufe ist ebenfalls elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das vierte Schaltelement D geschlossen bleibt. Hierbei wird von der vierten Verbrennungsgangstufe V4 in die fünfte Verbrennungsgangstufe V5 gewechselt.A change from the fourth to the fifth gear is also possible electrodynamically by the first electric drive machine 14, with the fourth shifting element D remaining closed. In this case, there is a change from the fourth combustion gear stage V4 to the fifth combustion gear stage V5.

Eine Schaltung von der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 in die dritte Verbrennungsgangstufe V3 kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Im Ausgangsschaltzustand ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0, das zweite Schaltelement B und das Verbindungsschaltelement K3 geschlossen. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits das auszulegende Verbindungsschaltelement K3 lastfrei wird. Das Verbindungsschaltelement K3 wird sodann geöffnet. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 an der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 absinkt. Ist das einzulegende dritte Schaltelement C synchron, wird es geschlossen. Hierdurch ist die dritte Verbrennungsgangstufe V3 für die Verbrennungsmaschine 16 mechanisch geschaltet, also die Verbrennungsmaschinenkupplung K0, das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C geschlossen.A shift from the second combustion gear stage V2 to the third combustion gear stage V3 can take place, for example, as follows. In the initial switching state, the internal combustion engine clutch K0, the second switching element B and the connecting switching element K3 are closed. The moments of the internal combustion engine 16 and the first electric drive machine 14 are set such that on the one hand the desired output torque is provided and on the other hand the connecting switching element K3 to be designed is load-free. The connection switching element K3 is then opened. The torques of the internal combustion engine 16 on the first electric drive machine 14 are set in such a way that on the one hand the desired output torque is provided and on the other hand the speed of the internal combustion engine 16 drops. If the third switching element C to be engaged is synchronous, it is closed. As a result, the third combustion gear stage V3 for the internal combustion engine 16 is switched mechanically, that is to say the internal combustion engine clutch K0, the second switching element B and the third switching element C are closed.

Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltungen, nur in umgekehrter Ablauffolge. Es versteht sich, dass auch Schubschaltungen möglich sind, da die erste elektrische Antriebsmaschine 14 das Moment am Planetenradsatz RS bremsend abstützen kann.Downshifts are analogous to upshifts, only in reverse sequence. It goes without saying that overrun shifts are also possible, since the first electric drive machine 14 can support the torque on the planetary gear set RS in a braking manner.

In der dritten Gangstufe ist vorzugsweise zwischen der ersten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 und der dritten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 ein Umschalten notwendig, da eine Rückschaltung in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 nur über die erste Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 und eine Hochschaltung in die vierte Verbrennungsgangstufe V4 nur über die dritte Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 möglich ist. Ein Umschalten von der ersten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.1 in die dritte Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.3 und umgekehrt ist technisch einfach möglich, da in den entsprechenden Schaltzuständen nur das dritte Schaltelement C belastet ist.In the third gear, switching is preferably required between the first variant of the third combustion gear V3.1 and the third variant of the third combustion gear V3.3, since a downshift to the second combustion gear V2 is only possible via the first variant of the third combustion gear V3.1 and an upshift into the fourth combustion gear V4 is only possible via the third variant of the third combustion gear V3.3. Switching from the first variant of the third combustion gear stage V3.1 to the third variant of the third combustion gear stage V3.3 and vice versa is technically easy, since only the third switching element C is loaded in the corresponding switching states.

Ist nur das Verbindungsschaltelement K3 geschlossen, kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 über die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 mit der Verbrennungsmaschine 16 unabhängig vom Abtrieb 32 verbunden werden. Hierdurch kann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine erfolgen, der auch als Schwungstart mit einer Differenzdrehzahl an der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 durchgeführt werden kann. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 von der Verbrennungsmaschine 16 als Generator betrieben werden und den elektrischen Energiespeicher 22 laden oder elektrische Verbraucher versorgen.If only the connection switching element K3 is closed, the first electric drive machine 14 can be connected to the combustion engine 16 independently of the output 32 via the combustion engine clutch K0. As a result, the internal combustion engine 16 can be started by means of the first electric drive unit, which can also be carried out as a momentum start with a differential speed at the internal combustion engine clutch K0. Furthermore, the first electric drive machine 14 can be operated by the internal combustion engine 16 as a generator and can charge the electric energy store 22 or supply electric loads.

Ein derartiger Verbraucher kann auch eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20 sein, die beispielsweise in Form einer elektrischen Achse an einer nicht dem Hybridgetriebe 18 zugeordneten Fahrzeugachse angeordnet ist.Such a consumer can also be a second electric drive machine 20 which is arranged, for example in the form of an electric axle, on a vehicle axle which is not assigned to the hybrid transmission 18 .

Ein Übergang vom Zustand Laden in Neutral LiN ist in die erste Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1, die zweite Verbrennungsgangstufe V2, eine zweite Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.2 und die vierte Verbrennungsgangstufe V4 möglich, weil das Verbindungsschaltelement K3 in diesen Schaltstellungen jeweils geschlossen ist.A transition from the charging to neutral LiN state is possible in the first variant of the first combustion gear V1.1, the second combustion gear V2, a second variant of the third combustion gear V3.2 and the fourth combustion gear V4, because the connecting switching element K3 is closed in these switching positions is.

Ist in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 eine elektrische Achse vorhanden, kann eine E-CVT Funktion eingerichtet werden. Die beiden elektrodynamischen Überlagerungszustände EDA1, EDA2 sind dann leistungsverzweigte E-CVT Fahrbereiche für die Verbrennungsmaschine 16, bei denen auch ein batterieneutraler Betrieb möglich ist.If an electric axle is present in a motor vehicle drive train 12, an E-CVT function can be set up. The two electrodynamic superposition states EDA1, EDA2 are then power-split E-CVT driving ranges for the internal combustion engine 16, in which battery-neutral operation is also possible.

Ferner kann ein serielles Fahren eingerichtet werden, bei dem das Hybridgetriebe 18 in den Zustand Laden in Neutral LiN geschaltet wird. In diesem Zustand kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 generatorisch von der Verbrennungsmaschine 16 betrieben werden und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, serial driving can be established, in which the hybrid transmission 18 is switched to the load-in-neutral LiN state. In this state, the first electric drive machine 14 can be operated as a generator by the internal combustion engine 16 and the energy thus generated can be made available to the second electric drive machine 20 .

Mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 kann ferner eine Zugkraftstützung eingerichtet werden, wenn im Hybridgetriebe 18 Umschaltungen notwendig sind, bei denen der Abtrieb 32 des Hybridgetriebes 18 lastfrei wird. Beispiele für solche Übergänge sind, wenn zunächst rein elektrisch mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 gefahren wird und ein Start der Verbrennungsmaschine 16 in Neutral mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen soll. Ferner sind Beispiele für solche Übergänge ein serielles Schalten. Bei einem geschlossenen Verbindungsschaltelement K3 erfolgt ein beliebiger Wechsel zwischen der ersten Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1, der zweiten Verbrennungsgangstufe V2, der zweiten Variante der dritten Verbrennungsgangstufe V3.2 und der vierten Verbrennungsgangstufe V4. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unterbrechungsfrei generatorisch arbeiten kann und so sowohl das Boardnetz als auch die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 mit elektrischer Leistung versorgen kann.With the second electric drive machine 20, traction support can also be set up if shifts are necessary in the hybrid transmission 18, during which the output 32 of the hybrid transmission 18 becomes load-free. Examples of such transitions are when driving is initially purely electric using first electric drive machine 14 and/or second electric drive machine 20 and internal combustion engine 16 is to be started in neutral using first electric drive machine 14 . Furthermore, examples of such transitions are serial switching. When the connection switching element K3 is closed, any change takes place between the first variant of the first combustion gear V1.1, the second combustion gear V2, the second variant of the third combustion gear V3.2 and the fourth combustion gear V4. It is of particular advantage here that the first electric drive machine 14 can operate as a generator without interruption and can thus supply both the on-board network and the second electric drive machine 20 with electric power.

In 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Planetenradsatz RS als sogenannter Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Dabei ist die erste Getriebeeingangswelle 24 antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden. Der Planetenradträger ist antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 28 verbunden und die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist antriebswirksam mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden. Die Anbindungen am Hohlrad und am Sonnenrad des Planetenradsatzes bezüglich der Getriebeeingangswellen 24, 26 sind sozusagen getauscht gegenüber der in 2 gezeigten Ausführungsform.In 4 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 2 shown embodiment, the planetary gear set RS is designed as a so-called negative planetary gear set. The first transmission input shaft 24 is drivingly connected to a ring gear of the planetary gear set RS. The planet carrier is drivingly connected to the transmission input shaft 28 and the second transmission input shaft 26 is drivingly connected to the sun gear of the planetary gear set RS. The connections on the ring gear and on the sun gear of the planetary gear set with regard to the transmission input shafts 24, 26 have been exchanged, so to speak, compared to in 2 embodiment shown.

In 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 5 keine Verbrennungsmaschinenkupplung K0. Hierdurch kann die Ansteuerung, das Gewicht und der Bauraumbedarf für das Hybridgetriebe 18 verringert werden. Ein rein elektrisches Fahren ist mit dem Hybridgetriebe 18 gemäß der 5 nicht möglich bzw. nur unter Mitschleppen der Verbrennungsmaschine 16 möglich.In 5 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 2 shown embodiment includes the hybrid transmission 18 according to the 5 no combustion engine clutch K0. As a result, the control, the weight and the space required for the hybrid transmission 18 can be reduced. A purely electric driving is with the hybrid transmission 18 according to 5 not possible or only possible if the internal combustion engine 16 is dragged along.

In den 6a bis 6d sind verschiedene Varianten von Hybridgetrieben 18 gezeigt, wobei die Reihenfolge der Zahnradpaare ST1 bis ST5 sowie die Anordnung der Los- und Festräder der einzelnen Zahnradpaare ST1 bis ST5 getauscht sind.In the 6a until 6d Different variants of hybrid transmissions 18 are shown, the order of the gear pairs ST1 to ST5 and the arrangement of the loose and fixed gears of the individual gear pairs ST1 to ST5 being swapped.

In 6a ist im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform das Doppelschaltelement umfassend das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement C an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Es versteht sich, dass die entsprechenden Losräder des ersten Stirnradzahnradpaares ST1 und des dritten Stirnradzahnradpaares ST3 ebenfalls an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet sind und mit an der Vorgelegewelle 30 angeordneten Festrädern kämmen. Eine Anordnung des Doppelschaltelements umfassend das zweite Schaltelement B und das vierte Schaltelement D an der Getriebeantriebswelle 28 ist ebenfalls möglich, aber aufgrund der Hohlwellenanbindung technisch aufwendiger.In 6a is in contrast to the in 2 Embodiment shown, the double shifting element comprising the first shifting element A and the third shifting element C is arranged on the first transmission input shaft 24 . It goes without saying that the corresponding idler gears of the first pair of spur gears ST1 and of the third pair of spur gears ST3 are also arranged on the first transmission input shaft 24 and mesh with fixed gears arranged on the countershaft 30 . An arrangement of the double shifting element comprising the second shifting element B and the fourth shifting element D on the transmission input shaft 28 is also possible, but is technically more complex due to the hollow shaft connection.

Es versteht sich, dass auch das fünfte Schaltelement E auf der Vorgelegewelle angeordnet werden kann. Das Verbindungsschaltelement K3 und das fünfte Schaltelement E können dann mittels zwei Schaltgabeln über einen gemeinsamen Aktuator bedient werden.It goes without saying that the fifth shifting element E can also be arranged on the countershaft. The connecting switching element K3 and the fifth switching element E can then be operated by means of two shift forks via a common actuator.

In 6b ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Radsatzebenen des zweiten Zahnradpaares ST2 und des vierten Zahnradpaares ST4 getauscht. Ferner sind die Radsatzebenen des ersten Zahnradpaares ST1 und des dritten Zahnradpaares ST3 getauscht. Es versteht sich, dass diese beiden Vertauschungen dabei unabhängig voneinander sind.In 6b Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 2 embodiment shown, the wheel set planes of the second gear pair ST2 and the fourth gear pair ST4 are swapped. Furthermore, the wheelset planes of the first pair of gears ST1 and the third pair of gears ST3 are swapped. It goes without saying that these two permutations are independent of one another.

In 6c ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterscheid zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Radsatzebenen des fünften Zahnradpaares ST5 und des ersten Zahnradpaares ST1 getauscht. Es versteht sich, dass hierdurch das Verbindungsschaltelement K3 und das erste Schaltelement A zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden können und das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden können. Hierdurch ist funktional keine serielle Schaltung von der ersten Verbrennungsgangstufe V1 in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 mehr möglich, da das Verbrennungsschaltelement K3 hierzu geschlossen bleiben müsste.In 6c Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 2 shown embodiment, the wheel set levels of the fifth gear pair ST5 and the first gear pair ST1 are swapped. It goes without saying that as a result the connecting switching element K3 and the first switching element A can be combined to form a double switching element and the third switching element C and the fifth switching element E can be combined to form a double switching element. As a result, a serial connection from the first combustion gear stage V1 to the second combustion gear stage V2 is functionally no longer possible, since the combustion switching element K3 would have to remain closed for this.

In 6d ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 6c gezeigten Ausführungsform sind die Radsatzebenen des dritten Zahnradpaares ST3 und des ersten Zahnradpaares ST1 getauscht. Hierdurch kann das Verbindungsschaltelement K3 mit dem dritten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden und das erste Schaltelement A mit dem fünften Schaltelement E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden. Durch diese Anordnung ist funktional keine serielle Schaltung von der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 in die dritte Verbrennungsgangstufe V3 sowie von der dritten Verbrennungsgangstufe V3 in die vierte Verbrennungsgangstufe V4 mehr möglich.In 6d Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 6c shown embodiment, the wheel set levels of the third gear pair ST3 and the first gear pair ST1 are swapped. As a result, the connecting switching element K3 can be combined with the third switching element C to form a double switching element, and the first switching element A with the fifth Switching element E are combined into a double switching element. Functionally, this arrangement means that a serial connection from the second combustion gear V2 to the third combustion gear V3 and from the third combustion gear V3 to the fourth combustion gear V4 is no longer possible.

In 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 als achsparallele elektrische Antriebsmaschine ausgebildet und über eine Stirnradkette umfassend drei Stirnräder antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden. Eine achsparallele Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 kann aus Bauraumgründen sinnvoll sein, da das Hybridgetriebe 18 und der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 axial kürzer bauen.In 7 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 2 In the embodiment shown, the first electric drive machine 14 is designed as an axis-parallel electric drive machine and is connected to the second transmission input shaft 26 in a drivingly effective manner via a spur gear chain comprising three spur gears. An axis-parallel connection of the first electric drive machine 14 can be useful for space reasons, since the hybrid transmission 18 and the motor vehicle drive train 12 are axially shorter.

In 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 7 gezeigten Ausführungsform ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 über ein Zugmittelgetriebe, insbesondere eine Kette, antriebswirksam mit dem Hybridgetriebe 18 verbunden.In 8th Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 7 shown embodiment, the first electric drive machine 14 via a traction mechanism, in particular a chain, drivingly connected to the hybrid transmission 18.

In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 7 gezeigten Ausführungsform sind die erste elektrische Antriebsmaschine 14 sowie der Planetenradsatz RS an einer der Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegenden Getriebeseite am Hybridgetriebe 18 angeordnet. Folglich sind auch die Getriebeantriebswelle 28 sowie die zugehörigen Zahnradpaare ST2, ST4 axial benachbart zum Planetenradsatz RS angeordnet. Zudem ist der Abtrieb 32 nicht mehr an einer Außenseite der Vorgelegewelle 30, sondern im Wesentlichen mittig an der Vorgelegewelle 30 angeordnet. Das Hybridgetriebe 18 gemäß der 9 ist sozusagen zumindest teilweise gespiegelt gegenüber der oben genannten Ausführungsformen.In 9 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 7 In the embodiment shown, the first electric drive machine 14 and the planetary gear set RS are arranged on a transmission side on the hybrid transmission 18 opposite the connection side of the internal combustion engine 16 . Consequently, the transmission input shaft 28 and the associated gear pairs ST2, ST4 are arranged axially adjacent to the planetary gearset RS. In addition, the output 32 is no longer arranged on an outer side of the countershaft 30 but essentially centrally on the countershaft 30 . The hybrid transmission 18 according to the 9 is, so to speak, at least partially mirrored in relation to the above-mentioned embodiments.

In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 7 gezeigten Ausführungsform ist die Vorgelegewelle 30 als Hohlwelle ausgebildet und antriebswirksam mit einem Abtrieb 32, insbesondere mit einem Differenzial des Abtriebs 32 verbunden, wobei eine Abtriebswelle des Abtriebs 32 die als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle 30 durchdringt. Es versteht sich, dass die Vorgelegewelle 30 direkt oder über eine Endübersetzung, beispielsweise in Form eines weiteren Planetenradsatzes an das Differenzial bzw. den Abtrieb 32 angebunden sein kann.In 10 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 7 In the embodiment shown, the countershaft 30 is designed as a hollow shaft and drivingly connected to an output 32, in particular to a differential of the output 32, with an output shaft of the output 32 penetrating the countershaft 30 designed as a hollow shaft. It goes without saying that the countershaft 30 can be connected to the differential or the output 32 directly or via a final transmission, for example in the form of a further planetary gear set.

In 11 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 als Koaxialmaschine ausgebildet und umgibt den Planetenradsatz RS zumindest abschnittsweise. Die Verbrennungsmaschine 16 ist achsparallel zum Hybridgetriebe 18 angeordnet und antriebswirksam, vorzugsweise über einen Dämpfer und ein Zugmittelgetriebe mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden. Ein Abtrieb 32 des Hybridgetriebes 18 ist an der Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine 16 an der Vorgelegewelle 30 angeordnet.In 11 Another variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown. In contrast to the in 9 shown embodiment, the first electric drive machine 14 is designed as a coaxial machine and surrounds the planetary gear set RS at least in sections. The internal combustion engine 16 is arranged axially parallel to the hybrid transmission 18 and is drivingly connected to the first transmission input shaft 24, preferably via a damper and a flexible transmission. An output 32 of the hybrid transmission 18 is arranged on the connection side of the internal combustion engine 16 on the countershaft 30 .

Es versteht sich, dass eine Anbindung der Verbrennungsmaschine 16 auch über mehrere Zahnräder denkbar ist. Es versteht sich ferner, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 auch vor oder nach dem Dämpfer auf einer mit der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine 16 verbundenen Welle angeordnet werden kann.It goes without saying that a connection of the internal combustion engine 16 via a plurality of gear wheels is also conceivable. It is further understood that the internal combustion engine clutch K0 can also be arranged before or after the damper on a shaft connected to the crankshaft of the internal combustion engine 16 .

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are intended to be exemplary and not limiting. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention upon a study of the drawings, the disclosure, and the claims that follow.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms realisiert werden, das auf einem Steuergerät für den Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 ausgeführt wird. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.In the claims, the words "comprising" and "having" do not exclude the presence of other elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plural. A single element or unit can perform the functions of several of the units recited in the claims. The mere naming of some measures in several different dependent patent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used to advantage. Reference signs in the claims are not to be understood as restrictive. A method for operating a motor vehicle drive train 12 can be implemented, for example, in the form of a computer program that is executed on a control device for motor vehicle drive train 12 . A computer program may be stored/distributed on a non-volatile medium, such as an optical memory or a solid state drive (SSD). A computer program may be distributed with and/or as part of hardware, for example via the Internet or via wired or wireless communications systems. Reference signs in the claims are not to be understood as restrictive.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Kraftfahrzeugmotor vehicle
1212
Kraftfahrzeug-Antriebsstrangautomotive powertrain
1414
erste elektrische Antriebsmaschinefirst electric drive machine
1616
Verbrennungsmaschinecombustion engine
1818
Hybridgetriebehybrid transmission
2020
zweite elektrische Antriebsmaschinesecond electric drive machine
2222
Energiespeicherenergy storage
2424
erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
2626
zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
2828
Getriebeantriebswelletransmission drive shaft
3030
Vorgelegewellecountershaft
3232
Abtriebdownforce
3434
Schaltmatrixswitching matrix
A - EA - E
Schaltelementswitching element
K3K3
Verbindungsschaltelementconnection switching element
K0K0
Verbrennungsmaschinenkupplunginternal combustion engine clutch
ST1 - ST5ST1 - ST5
Zahnradpaaregear pairs
RSRS
Planetenradsatzplanetary gear set
V1 - V5V1 - V5
Verbrennungsgangstufencombustion gears
LiNLiN
Laden in NeutralLoad in neutral

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 the 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 102011005562 A1 [0006]DE 102011005562 A1 [0006]

Claims (15)

Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) für ein erstes Teilgetriebe zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einem Planetenradsatz (RS), der mit der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und einer Getriebeantriebswelle (28) für ein zweites Teilgetriebe verbunden ist; einer Vorgelegewelle (30); einem Verbindungschaltelement (K3) zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle und der Getriebeantriebswelle; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Zahnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5) aus Losrädern und Festrädern zum Bilden von fünf Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen der Gangstufen, wobei mit dem Planetenradsatz zwei elektrodynamische Überlagerungszustände einrichtbar sind und das erste Teilgetriebe genau drei Zahnradpaare (ST1, ST3, ST5) umfasst und das zweite Teilgetriebe genau zwei Zahnradpaare (ST2, ST4) umfasst.Hybrid transmission (18) for a motor vehicle drive train (12) of a motor vehicle (10), with: a first transmission input shaft (24) for a first partial transmission for operatively connecting the hybrid transmission to an internal combustion engine (16) of the motor vehicle; a second transmission input shaft (26) for operatively connecting the hybrid transmission to a first electric drive machine (14) of the motor vehicle; a planetary gear set (RS) which is connected to the first transmission input shaft, the second transmission input shaft and a transmission input shaft (28) for a second sub-transmission; a countershaft (30); a connecting switching element (K3) for drivingly connecting the first transmission input shaft and the transmission input shaft; Gear wheel pairs (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5) arranged in several wheelset planes and consisting of loose wheels and fixed wheels to form five gears; and several gear shifting devices with shifting elements (A, B, C, D, E) for engaging the gears, wherein two electrodynamic superposition states can be set up with the planetary gear set and the first sub-transmission includes exactly three gear pairs (ST1, ST3, ST5) and the second sub-transmission includes exactly two gear pairs (ST2, ST4). Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1, wobei der Planetenradsatz (RS) einen Minus-Planetenradsatz umfasst.Hybrid transmission (18) after claim 1 , wherein the planetary gear set (RS) comprises a minus planetary gear set. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 2, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes (RS) verbunden ist; die zweite Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes verbunden ist; und/oder ein Planetenradträger des Planetenradsatzes mit der Getriebeantriebswelle (28) für das zweite Teilgetriebe verbunden ist.Hybrid transmission (18) after claim 2 , wherein the first transmission input shaft (24) is drivingly connected to a sun gear of the planetary gear set (RS); the second transmission input shaft (26) is drivingly connected to a ring gear of the planetary gear set; and/or a planet carrier of the planetary gear set is connected to the transmission drive shaft (28) for the second sub-transmission. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) und die Getriebeantriebswelle (28) koaxial zueinander angeordnet sind; und die Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und zumindest abschnittsweise die erste Getriebeeingangswelle umgibt.Hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims, wherein the first transmission input shaft (24) and the transmission input shaft (28) are arranged coaxially with one another; and the transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the first transmission input shaft. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden elektrodynamischen Überlagerungszustände mit den genau zwei Zahnradpaaren (ST2, ST4) des zweiten Teilgetriebes einrichtbar sind.Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, in which the two electrodynamic superposition states can be set up with exactly two pairs of gears (ST2, ST4) of the second sub-transmission. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (K0) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine (16) umfasst.Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein the first transmission input shaft (24) comprises an internal combustion engine clutch (K0) for releasably drivingly connecting the first transmission input shaft to the internal combustion engine (16). Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorgelegewelle (30) als Hohlwelle ausgebildet ist und zumindest abschnittsweise eine Abtriebswelle des Hybridgetriebes umgibt.Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein the countershaft (30) is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds an output shaft of the hybrid transmission. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei von einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine (16) ausgehend eine Reihenfolge der Zahnradpaare (ST1, ST3, ST5) auf dem ersten Teilgetriebe beliebig tauschbar ist; eine Reihenfolge der Zahnradpaare (ST2, ST4) auf dem zweiten Teilgetriebe beliebig tauschbar ist; und/oder eine Anordnung des Festrades und des Losrades für zwei Zahnradpaare des ersten Teilgetriebes und zwei Zahnradpaare des zweiten Teilgetriebes tauschbar ist.Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, starting from a connection side of the internal combustion engine (16). an order of the gear pairs (ST1, ST3, ST5) on the first sub-transmission can be exchanged as desired; an order of the gear pairs (ST2, ST4) on the second sub-transmission can be exchanged as desired; and or an arrangement of the fixed wheel and the loose wheel for two pairs of gears of the first sub-transmission and two pairs of gears of the second sub-transmission is interchangeable. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E, K3) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.Hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims, wherein the switching elements (A, B, C, D, E, K3) are designed as form-fitting switching elements; and or at least two of the switching elements, preferably all switching elements, are designed as a double switching element and can be actuated by a double-acting actuator. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) verbindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.Motor vehicle drive train (12) for a motor vehicle (10), with: a hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims; an internal combustion engine (16) connectable to the first transmission input shaft (24); and a first electric drive machine (14) which is drivingly connected to the second transmission input shaft (26). Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 10, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Koaxialmaschine ausgebildet ist; und der Planetenradsatz (RS) axial und/oder radial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine angeordnet ist.Motor vehicle drive train (12) after claim 10 , wherein the first electric drive machine (14) is designed as a coaxial machine; and the planetary gear set (RS) is arranged axially and/or radially inside the first electric drive machine. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Abtrieb (32) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst.Motor vehicle drive train (12) after claim 10 or 11 , wherein an output (32) of Hybrid transmission (18) can be effectively connected to a first motor vehicle axle and a second motor vehicle axle comprises an electric axle with a second electric drive motor (20). Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) ansteuerbar ist; und/oder als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) ansteuerbar ist, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten.Motor vehicle drive train (12) according to one of Claims 10 until 12 , wherein the first electric drive machine (14) can be controlled as a starter generator for starting the internal combustion engine (16); can be controlled as a charging generator for charging an energy store (22); and/or can be controlled as a generator for supplying power to the second electric drive machine (20) in order to set up a serial driving mode. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 13.Method for operating a motor vehicle drive train (12) according to one of Claims 10 until 13 . Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 13; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20).Motor vehicle (10) comprising: a motor vehicle powertrain (12) according to any one of Claims 10 until 13 ; and an energy store (22) for storing energy to supply the first electric drive machine (14) and/or the second electric drive machine (20).
DE102021206517.1A 2021-06-24 2021-06-24 Power shiftable 5-speed hybrid transmission Pending DE102021206517A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021206517.1A DE102021206517A1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Power shiftable 5-speed hybrid transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021206517.1A DE102021206517A1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Power shiftable 5-speed hybrid transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021206517A1 true DE102021206517A1 (en) 2022-12-29

Family

ID=84388571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021206517.1A Pending DE102021206517A1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Power shiftable 5-speed hybrid transmission

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021206517A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1236603A2 (en) 2001-03-01 2002-09-04 Hitachi, Ltd. A driving apparatus for controlling gear shifting in a hybrid vehicle
DE102010053757A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Daimler Ag Hybrid drive device
DE102011005562A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Manual transmission of a hybrid drive for a motor vehicle
DE102020202652A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 Zf Friedrichshafen Ag Motor vehicle
DE102020205099A1 (en) 2020-04-22 2021-10-28 Zf Friedrichshafen Ag Transmission arrangement, hybrid drive train and motor vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1236603A2 (en) 2001-03-01 2002-09-04 Hitachi, Ltd. A driving apparatus for controlling gear shifting in a hybrid vehicle
DE102010053757A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Daimler Ag Hybrid drive device
DE102011005562A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Manual transmission of a hybrid drive for a motor vehicle
DE102020202652A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 Zf Friedrichshafen Ag Motor vehicle
DE102020205099A1 (en) 2020-04-22 2021-10-28 Zf Friedrichshafen Ag Transmission arrangement, hybrid drive train and motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020203802A1 (en) Compact hybrid transmission
DE102021213669A1 (en) Hybrid transmission with low drag losses in mixed construction
DE102021213660A1 (en) Compact hybrid transmission in mixed construction
DE102021203414A1 (en) Gear-free, power-shiftable hybrid transmission
DE102020203803A1 (en) Hybrid transmission with electric traction assistance
DE102021206520B4 (en) Powershiftable hybrid transmission with no gear preselection and a simple design
DE102021206517A1 (en) Power shiftable 5-speed hybrid transmission
DE102021211237B4 (en) Three-speed hybrid transmission in planetary design
DE102021211238B4 (en) Multi-speed hybrid transmission in planetary design
DE102021211239B4 (en) Three-speed hybrid transmission
DE102022201810B4 (en) Compact hybrid transmission in planetary design, motor vehicle drive train and method
DE102021206260B4 (en) Gear pre-selectable power shift hybrid transmission with regenerative support
DE102021211236B4 (en) Compact hybrid transmission in planetary design
DE102021205333A1 (en) Hybrid drive train with paraxial drive machines
DE102021205930A1 (en) Power shiftable DHT hybrid transmission
DE102021208101A1 (en) Hybrid drive train with paraxial drive machines
DE102022201155A1 (en) Compact three-speed hybrid transmission
DE102022206978A1 (en) Compact hybrid transmission
DE102022201151A1 (en) Compact hybrid transmission
DE102021206516A1 (en) Four-speed hybrid transmission that can be shifted without gear selection
DE102022201154A1 (en) Three-speed hybrid transmission
DE102021213652A1 (en) Four-speed hybrid transmission
DE102021213667A1 (en) Hybrid four-speed transmission
DE102022202920A1 (en) Hybrid transmission
DE102021213312A1 (en) Hybrid powertrain in mixed construction

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication