DE102021209702A1 - Hybrid-Antriebsstrang in Mischbauweise - Google Patents

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DE102021209702A1
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gear
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English (en)
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Thomas Martin
Stefan Beck
Michael Wechs
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Fabian Kutter
Max Bachmann
Ingo Pfannkuchen
Martin Brehmer
Christian Michel
Peter Ziemer
Mladjan Radic
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
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    • 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
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60K2006/541—Transmission for changing ratio without reverse ratio using instead electric reversing
    • 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
    • F16H3/091—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 including a single countershaft

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16); einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14); einer ersten Zwischenwelle (30); einer zweiten Zwischenwelle (32), die antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (38); einem ersten Planetenradsatz (RS1), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (34); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5); und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) zum Einlegen von Gangstufen, wobei ein Zahnrad eines ersten Stirnradpaars (ST1) und ein Zahnrad eines dritten Stirnradpaars (ST3) antriebswirksam miteinander verbunden sind; die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12), ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs und ein Kraftfahrzeug (10).

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 Betreiben eines solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein Hybridgetriebe mit einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen. Insbesondere soll ein Drei- oder Viergang-Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem elektrodynamisches Anfahren, elektrodynamische Schaltungen, elektromotorische Schaltungen und ein Laden in Neutral möglich sind. Weiterhin soll bevorzugt eine Antriebsstrangkonfiguration realisiert werden, bei der das Hybridgetriebe koaxial zu den Abtriebswellen positioniert ist und die Verbrennungsmaschine achsparallel dazu angeordnet werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:
    • einer ersten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer ersten Zwischenwelle;
    • einer zweiten Zwischenwelle, die antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist;
    • einer Abtriebswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb;
    • einem ersten Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist;
    • einer Vorgelegewelle;
    • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren; und
    • mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen von Gangstufen, wobei
    • ein Zahnrad eines ersten Stirnradpaars und ein Zahnrad eines dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind;
    • die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind; und
    • die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gelöst von einem 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 verbunden ist.
  • Die obige Aufgabe wird zudem gelöst von einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs wie zuvor definiert.
  • 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.
  • 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.
  • Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und eine zweite Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine kann technisch einfach ein kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Insbesondere kann ein Hybridgetriebe geschaffen werden, das um eine der Fahrzeugwellen an der Vorderachse angeordnet ist, wobei die Verbrennungsmaschine und die erste elektrische Antriebsmaschine achsparallel dazu angeordnet sind. Durch einen ersten Planetenradsatz, der mit der ersten Getriebeeingangswelle, einer ersten Zwischenwelle und einer Abtriebswelle verbunden ist, kann technisch einfach ein EDA-Modus geschaffen werden, der elektrodynamisches Anfahren und elektrodynamische Schaltungen ermöglicht. Ferner kann wenigstens ein ECVT-Modus eingerichtet werden. Dadurch, dass ein Zahnrad des ersten Stirnradpaars und ein Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind, kann ein kompaktes und schaltelementarmes Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch eine zweite Zwischenwelle, die mit einem weiteren Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam verbunden ist, kann die Kompaktheit und Funktionalität des Hybridgetriebes weiter erhöht werden. Insbesondere kann so technisch einfach eine Vorübersetzung der Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine erfolgen. Durch die drehfeste Verbindung der Zahnräder zweier Stirnradpaare können diese beiden verbundenen Stirnradpaare technisch einfach zum Einrichten von Übersetzungen verwendet werden, ohne zur Verbindung der beiden Stirnradpaare ein Schaltelement einlegen zu müssen. Die Kompaktheit des Getriebes wird weiter verbessert. Durch ein Verbinden der zweiten Zwischenwelle mit der Abtriebswelle kann ein von der ersten elektrischen Antriebsmaschine entkoppelter Direktgang eingerichtet werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Differential des Abtriebs eine Differentialwelle, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebewellen, insbesondere der Abtriebswelle, zumindest abschnittsweise umgeben ist. Eine axiale Länge der Differentialwelle ist größer als eine axiale Länge der Abtriebswelle. Die Differentialwelle durchdringt die Abtriebswelle vollständig. Hierdurch kann das Hybridgetriebe vorteilhaft um die Differentialwelle herum angeordnet werden. Es kann ein kompakter Antriebsstrang geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe einen zweiten Planetenradsatz, der antriebswirksam mit der Abtriebswelle und einem Differential des Abtriebs verbunden ist. Vorzugsweise ist im zweiten Planetenradsatz ein Hohlrad festgesetzt, ein Planetenradträger mit dem Differential des Abtriebs und ein Sonnenrad mit der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Durch einen zweiten Planetenradsatz kann technisch einfach eine Ausgangsübersetzung der vom Hybridgetriebe auf die Differentialwelle übertragenen Leistung erfolgen. Insbesondere ermöglicht eine Abtriebsübersetzung in Form eines zweiten Planetenradsatzes eine vorteilhafte kompakte Anordnung des Radsatzes zum Bilden der Abtriebsübersetzung um die Differentialwelle herum. Der Funktionsumfang des Hybridgetriebes kann erhöht werden, ohne dabei den Bauraumbedarf für das Hybridgetriebe wesentlich zu erhöhen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Vorgelegewelle ausschließlich Festräder angeordnet. Alternativ ist an der Vorgelegewelle ein Losrad eines zweiten Stirnradpaars angeordnet, wobei das Zahnrad des ersten Stirnradpaars und das Zahnrad des dritten Stirnradpaars mittels der Vorgelegewelle antriebswirksam miteinander verbunden sind. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Zahnräder an der Vorgelegewelle können durch Einlegen nur eines Schaltelements alle an der Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder drehfest miteinander verbunden werden und antriebswirksam mit dem Abtrieb verbunden werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste Stirnradpaar und das dritte Stirnradpaar mittels einer Hohlwelle miteinander verbunden und an der Vorgelegewelle angeordnet. Vorzugsweise ist die Vorgelegewelle mittels eines vierten Stirnradpaars und eines fünften Stirnradpaars mit der Abtriebswelle und dem Abtrieb, besonders bevorzugt einem Differential des Abtriebs, antriebswirksam verbunden. Insbesondere kann das Hybridgetriebe bei dieser Ausführungsform ohne ein zweites Stirnradpaar, aber mit einem vierten und fünften Stirnradpaar ausgeführt werden. Hierdurch kann ein axial kompakteres Hybridgetriebe geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle verbunden, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Alternativ ist der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle verbunden, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Durch ein Verbinden des Sonnenrads mit der zweiten Getriebeeingangswelle und des Hohlrads mit der ersten Zwischenwelle muss vorzugsweise von der ersten elektrischen Antriebsmaschine nur ein geringes Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodynamischen Schaltungen aufgebracht werden. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine bei einem elektrodynamischen Anfahren länger generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb länger erhalten werden kann. Durch ein Verbinden des Hohlrads mit der zweiten Getriebeeingangswelle und des Sonnenrads mit der ersten Zwischenwelle, kann die erste elektrische Antriebsmaschine mit geringer Ausgleichsdrehzahl bei einem elektrodynamischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle koaxial zueinander angeordnet. Ergänzend sind die erste Getriebeeingangswelle, die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle als Hohlwellen ausgebildet. Weiterhin ergänzend umgeben die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle die Abtriebswelle zumindest abschnittsweise. Durch die Ausbildung der vorgenannten Wellen als Hohlwellen und die koaxiale Anordnung kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden. Insbesondere ermöglichen die vorteilhafte koaxiale Anordnung und die Ausbildung der Wellen als Hohlwellen ein Anordnen des Hybridgetriebes um die Differentialwelle herum, wobei das Hybridgetriebe und die Differentialwelle koaxial angeordnet sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erste Getriebeeingangswelle eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine. Es versteht sich, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung als Klauenschaltelement oder Reibschaltelement ausgebildet sein kann. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Verbrennungsmaschine komplett vom Hybridgetriebe entkoppelt werden und so ein hocheffizienter, rein elektrischer Fahrmodus mittels des Hybridgetriebes eingerichtet werden. Eine Reibkupplung ermöglicht zudem einen sogenannten Schwungstart der Verbrennungsmaschine und kann als Anfahrelement für die Verbrennungsmaschine dienen. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Variabilität und die Effizienz des Hybridgetriebes erhöht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet, das erste Stirnradpaar antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet, alle an der Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder antriebswirksam mit dem Abtrieb zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein drittes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Abtriebswelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein fünftes Schaltelement dazu ausgebildet, das erste Stirnradpaar antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden. Schließlich ist weiterhin ergänzend oder alternativ ein sechstes Schaltelement dazu ausgebildet, den ersten Planetenradsatz zu verblocken. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltelemente können mit dem Hybridgetriebe drei Hybridgangstufen mit mehreren Varianten, eine reine Elektrogangstufe, zwei elektrodynamische und insbesondere stufenlos variable Fahrbereiche und wenigstens ein Modus Laden-in-Neutral eingerichtet werden. Es kann ein variables und kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem elektrodynamisches Anfahren, elektrodynamische Schaltungen sowie elektromotorische Schaltungen möglich sind. Mit den vorgenannten Schaltvorgängen kann eine Last aufrechterhalten werden, wenn für die Verbrennungsmaschine eine andere Gangstufe eingelegt werden soll.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Formschlüssige Schaltelemente ermöglichen ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe. Der technische Aufbau und der Betrieb des Hybridgetriebes kann durch ein Doppelschaltelement weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang vorzugsweise eine weitere elektrische Maschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist. Die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine ist als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar. Die weitere elektrische Maschine ist vorzugsweise als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet. Hierdurch 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 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 Hybrid-Antriebsstrang 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 zweite elektrische Antriebsmaschine ein sogenannter serieller Fahrmodus einrichtbar ist. Bei dem seriellen Fahrmodus wird vorzugsweise die elektrische Antriebsmaschine von der Verbrennungsmaschine generatorisch betrieben und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsmaschine zur Verfügung gestellt. Vorzugsweise ist die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder die weitere elektrische Maschine 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei einer sogenannten elektromotorischen oder abtriebsgestützten Schaltung erfolgt eine Zugkrafterhaltung vorzugweise über eine insbesondere mittels einer Gangstufe des Hybridgetriebes mit dem Abtrieb verbundene elektrische Antriebsmaschine. Hierdurch kann ein Teil der Gangstufen und Schaltelemente des Hybridgetriebes lastfrei werden, sodass ein Schaltelement für eine Zielgangstufe ohne Zugkraftverlust eingelegt werden kann. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Folglich ist eine elektrische Antriebsmaschine mit einer festen Übersetzung zum Abtrieb hin verbunden und stützt die Zugkraft alleine elektromotorisch, während die Verbrennungsmaschine im Hintergrund eine lastfreie Schaltung wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe ausführt.
  • 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 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 4;
    • 6 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 7 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 6;
    • 8 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 9 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 11 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 12 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 13 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und
    • 14 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Hybridgetriebes 18 mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. 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, sodass 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 optionalen 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.
  • 2 zeigt eine Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26 auf, die dazu ausgebildet sind, Antriebsleistung der Antriebsmaschinen in das Hybridgetriebe 18 zu übertragen.
  • Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine Abtriebswelle 28, eine erste Zwischenwelle 30 und eine zweite Zwischenwelle 32 auf. Die vorgenannten Getriebewellen 24, 26, 28, 30, 32 sind als Hohlwellen ausgebildet. Das Hybridgetriebe 18 weist zudem eine Vorgelegewelle 34, einen ersten Planetenradsatz RS1 sowie einen zweiten Planetenradsatz RS2 auf. Im Hybridgetriebe 18 sind insgesamt drei gangbildende Stirnradpaare angeordnet, die mit ST1 bis ST3 bezeichnet sind. Zur besseren Übersicht sind die einzelnen Getriebewellen zusätzlich mit W0 bis W7, und in 13 und 14 zusätzlich mit W8, durchnummeriert.
  • Das Hybridgetriebe weist sechs Schaltelemente A bis F auf.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 weist einen Torsionsschwingungsdämpfer auf und ist mit einer Kurbelwelle 36 der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 über den Torsionsschwingungsdämpfer antriebswirksam verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist über ein Festrad und eine Kette antriebswirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist antriebswirksam, vorzugsweise mittels einer Kette, mit einem an der zweiten Zwischenwelle 32 angeordneten Festrad verbunden.
  • Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden. Ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden. Ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden. Die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle 26 an das Sonnenrad verläuft radial außen um den ersten Planetenradsatz RS1 herum.
  • Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist festgesetzt, also mit einem gehäusefesten Bauteil verbunden, sodass das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 keine Drehbewegung durchführen kann. Ein Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist antriebswirksam mit einem Differential eines Abtriebs 38 verbunden. Ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden.
  • Ein erstes Stirnradpaar ST1 weist ein Festrad auf, das antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 34 verbunden ist und an dieser angeordnet ist. Ein Losrad des ersten Stirnradpaars ST1 kann durch Einlegen eines ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden werden. Durch Einlegen eines fünften Schaltelements E kann das Losrad des ersten Stirnradpaars ST1 antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden werden.
  • Das zweite Stirnradpaar ST2 umfasst in dem gezeigten Beispiel ein Festrad, das an der Vorgelegewelle 34 angeordnet ist, und ein Losrad, das durch Einlegen eines zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden werden kann.
  • Das dritte Stirnradpaar ST3 umfasst ebenfalls ein Festrad, das an der Vorgelegewelle 34 angeordnet ist, und ein weiteres Festrad, das an der zweiten Zwischenwelle 32 angeordnet ist. An der zweiten Zwischenwelle 32 ist zudem ein Festrad angeordnet, das mit einem an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordneten Festrad antriebswirksam verbunden ist, beispielsweise über eine Kette oder eine Zahnradkette.
  • Durch Einlegen eines dritten Schaltelements C kann die zweite Zwischenwelle 32 antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden werden.
  • Durch Einlegen eines vierten Schaltelements D kann die zweite Zwischenwelle 32 antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 und folglich dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden werden.
  • Durch Einlegen eines sechsten Schaltelements F kann der erste Planetenradsatz RS1 verblockt werden, indem das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 antriebswirksam mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden wird. Es versteht sich, dass auch andere Verblockungsvarianten denkbar sind, bei denen zwei Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes RS1 antriebswirksam miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann der Planetenradträger mit dem Sonnenrad oder der Planetenradträger mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden werden.
  • Die Schaltelemente A bis F sind vorzugsweise als unsynchronisierte Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente, ausgebildet. Ferner sind das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D und das zweite Schaltelement B sowie das sechste Schaltelement F und das fünfte Schaltelement E jeweils zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Das Hybridgetriebe 18 bzw. der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst zwei Planetenradsätze RS1, RS2, drei Stirnradpaare ST1, ST2, ST3, sechs Schaltelemente A bis F, drei oder vier mechanische Vorwärtsgangstufen, die vorzugsweise für die Verbrennungsmaschine 16 und/oder die erste elektrische Antriebsmaschine 14 verwendbar sind, eine rein elektrische Vorwärtsgangstufe und zwei EDA-Modi sowie eine erste elektrische Antriebsmaschine 14.
  • Von besonderem Vorteil sind bei der Getriebestruktur des offenbarten Hybridgetriebes 18 ein einfacher technischer Aufbau mit nur drei Stirnradpaaren ST1 bis ST3 und zwei Planetenradsätzen RS1, RS2. Ferner sind vorzugsweise nur drei Aktoren notwendig zur Steuerung des Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 weist eine kompakte Bauweise, eine geringe Bauteilbelastung und geringe Getriebeverluste auf. Ferner wird ein guter Verzahnungswirkungsgrad sowohl verbrennungsmotorisch als auch elektrisch sowie eine gute Übersetzungsreihe erreicht. Es sind elektrodynamische Schaltungen, elektromotorische Schaltungen sowie elektrodynamisches Anfahren und ein Laden-in-Neutral möglich. Ferner sind durch die Anordnung der Getriebebauteile die Schaltelemente vorteilhaft mit entsprechenden Aktoren erreichbar.
  • Es versteht sich, dass das Differential des Abtriebs 38 als Kugeldifferential oder Stirnraddifferential ausgebildet sein kann.
  • Ferner kann mit dem Hybridgetriebe 18 eine achsparallele Anbindung der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei die achsparallele Anbindung über eine Kette oder ein oder mehrere Stirnräder erfolgen kann.
  • In der 3 sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der 2 in einer Schaltmatrix 40 gezeigt.
  • In einer ersten Spalte der Schaltmatrix sind die Hybridgangstufen H1 bis H3, eine Elektrogangstufe E, zwei elektrodynamische Überlagerungszustände ECVT1, ECVT2, der Zustand Laden-in-Neutral sowie eine Zusatzhybridgangstufe ZH gezeigt. In der zweiten bis siebten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis F gezeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.
  • Die Schaltmatrix 40 beschreibt vorzugsweise die Schaltzustände für ein elektrodynamisches Schalten; dies wird durch ein vorgestelltes EDS vor den Gangstufen verdeutlicht. Wird nur das zweite Schaltelement B oder das vierte Schaltelement D geschlossen, ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 abgekoppelt.
  • Die erste Hybridgangstufe H1 kann durch Einlegen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Eine erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A sowie des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E richtet eine zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 ein.
  • Durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C kann eine dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 eingerichtet werden.
  • Eine erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C sowie des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des vierten Schaltelements D sowie des fünften Schaltelements E richtet eine zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 ein.
  • Eine dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 kann durch Schließen des vierten Schaltelements D sowie des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Eine Elektrogangstufe E kann durch Schließen des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Ein erster elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelements C richtet einen zweiten elektrodynamischen Überlagerungszustand ECVT2 ein.
  • Der Zustand Laden-in-Neutral LiN kann durch Schließen des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Eine Zusatzhybridgangstufe kann durch Schließen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • In 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 4 eine weitere elektrische Maschine 42, die insbesondere als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet sein kann. Die weitere elektrische Maschine 42 ist antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden, beispielsweise über zwei kämmende Zahnräder, eine Kette oder eine Zahnradkette. Im Übrigen entspricht das Hybridgetriebe 18 gemäß der 4 dem Hybridgetriebe 18 gemäß der 2.
  • In 5 sind die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der 4 in einer Schaltmatrix 44 dargestellt. Die Darstellung der Schaltmatrix 44 entspricht im Wesentlichen der Darstellung der Schaltmatrix 40 gemäß der 3. Bei einer Ausführungsform mit einer weiteren elektrischen Maschine 42 wird vorzugsweise elektromotorisch geschaltet. In der Schaltmatrix ist das durch ein vorgestelltes EMS vor die jeweilige Hybridgangstufe verdeutlicht. Die weitere elektrische Maschine 42 kann die Synchronisation der Verbrennungsmaschine 16 unterstützen. Es versteht sich, dass alternativ auch elektrodynamisch geschaltet werden kann. Wird nur das zweite Schaltelement B oder das vierte Schaltelement D geschlossen, ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 abgekoppelt.
  • Eine erste Hybridgangstufe H1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A und des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des ersten Schaltelements A sowie des zweiten Schaltelements B richtet eine erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 ein.
  • Ein Schließen des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F kann eine zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 einrichten.
  • Eine dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C eingerichtet werden.
  • Durch Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D kann eine erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelements C und des sechsten Schaltelements F richtet eine zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 ein.
  • Eine dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 kann durch Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Eine Elektrogangstufe E kann durch Schließen des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Ein erster elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelements C richtet einen zweiten elektrodynamischen Überlagerungszustand ECVT2 ein.
  • Durch Schließen des fünften Schaltelements E kann ein Zustand Laden-in-Neutral LiN eingerichtet werden.
  • In anderen Worten schalten sich die Elektrogangstufe, die beiden elektrodynamischen Überlagerungszustände sowie der Zustand Laden-in-Neutral analog zu der in 3 gezeigten Schaltmatrix 40.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 6 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 ist in dem gezeigten Beispiel als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet und kann die erste Getriebeeingangswelle 24 von der Kurbelwelle 36 trennen oder diese beiden antriebswirksam miteinander verbinden.
  • Es versteht sich, dass das Hybridgetriebe 18 prinzipiell auch ohne Verbrennungsmaschinenkupplung K0 betrieben werden kann. Aus funktionssicherheitstechnischen Gründen kann es jedoch vorteilhaft sein, eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 vorzusehen.
  • In dem gezeigten Beispiel trennt die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 die Kurbelwelle 36 von der ersten Getriebeeingangswelle 24, wobei die Verbindung zwischen der weiteren elektrischen Maschine 42 und der ersten Getriebeeingangswelle 24 bestehen bleibt.
  • In 7 sind in einer Schaltmatrix 46 analog zu den Schaltmatrizen 44 und 40 die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der 6 dargestellt. Die Schaltmatrix 46 ist dabei analog zur Schaltmatrix 44, wobei die Schaltzustände der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 mitaufgenommen wurden. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 ist dabei vorzugsweise in jedem Schaltzustand zu schließen, bis auf den Schaltzustand für die Elektrogangstufe. In dieser kann die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 geöffnet oder geschlossen sein. In der Schaltmatrix 46 ist das durch ein in Klammer gesetztes „X“ verdeutlicht.
  • Für ein verbrennungsmotorisches bzw. hybrides Fahren stehen drei mechanische Hauptfahrgänge für die Verbrennungsmaschine 16 zur Verfügung. Die hybride Zusatzgangstufe ZH ist ein leistungsverzweigter Gang. D.h. der erste Planetenradsatz RS1 fungiert als Summationsgetriebe. In der ersten Hybridgangstufe H1, der zweiten Hybridgangstufe H2 und der dritten Hybridgangstufe H3 ist dies nicht der Fall.
  • Die erste Hybridgangstufe H1 wird über das dritte Stirnradpaar und das erste Stirnradpaar eingerichtet, wobei der erste Planetenradsatz RS1 verblockt ist. Die zweite Hybridgangstufe H2 wird über das dritte Stirnradpaar ST3 und das zweite Stirnradpaar ST2 erzeugt. Die dritte Hybridgangstufe H3 verläuft direkt von der zweiten Zwischenwelle 32 über den verblockten ersten Planetenradsatz RS1 zum Abtrieb 38. Folglich ist die dritte Hybridgangstufe H3 als Direktgangstufe ausgebildet.
  • Ein elektrisches Fahren ist mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 möglich. In der Elektrogangstufe E ist das sechste Schaltelement F geschlossen. Folglich ist der erste Planetenradsatz RS1 verblockt. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 bringt damit mittels der eigenen Vorübersetzung und der Übersetzung mittels des zweiten Planetenradsatzes RS2 Antriebsleistung zum Abtrieb 38. Hierdurch kann eine elektrischer Fahrzeugantrieb zum Anfahren und Fahren sowohl vorwärts als auch rückwärts geschaffen werden.
  • Ist nur das erste Schaltelement A geschlossen, entsteht ein EDA-Zustand, also ein elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT1 am ersten Planetenradsatz RS1. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann über das erste Stirnradpaar ST1 und das dritte Stirnradpaar ST3 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 das Moment der Verbrennungsmaschine 16 abstützt und der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes RS1 über einen Abtriebsradsatz mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. Hierdurch ist ein EDA-Anfahren vorwärts möglich. Aus dem ersten elektrischen Überlagerungszustand ECVT1 kann für die Verbrennungsmaschine 16 die erste Hybridgangstufe H1 und die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 sowohl elektromotorisch als auch elektrodynamisch eingelegt werden, weil das erste Schaltelement A in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.
  • Ein weiterer elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT2 entsteht durch Schließen des dritten Schaltelements C. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann direkt mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 das Moment der Verbrennungsmaschine 16 abstützt und der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes RS1 über den Abtriebsradsatz mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. Hierdurch ist ein weiterer EDA-Zustand vorwärts möglich. Aus dem zweiten elektrodynamischen Überlagerungszustand ECVT2 kann für die Verbrennungsmaschine 16 die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3, die erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 und die Zusatzhybridgangstufe ZH elektrodynamisch bzw. die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3, die erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 und die zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 elektromotorisch geschalten werden, weil das dritte Schaltelement C in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.
  • Eine elektrodynamische Lastschaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe kann elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das erste Schaltelement A geschlossen bleibt. Hierbei wird elektrodynamisch von der ersten Hybridgangstufe H1 in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 gewechselt. Eine Schaltung von der zweiten in die dritte Gangstufe kann ebenfalls elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das dritte Schaltelement C geschlossen bleibt. Hierbei wird von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 gewechselt. Optional kann eine Schaltung von der zweiten Gangstufe in die Zusatzhybridgangstufe elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das dritte Schaltelement C geschlossen bleibt. Hierbei wird von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die Zusatzhybridgangstufe ZH gewechselt.
  • Folglich wird der erste elektrodynamische Überlagerungszustand ECVT1 bevorzugt zum Anfahren und für elektrodynamische Lastschaltungen von der ersten Hybridgangstufe H1 in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 genutzt. Der zweite elektrodynamische Überlagerungszustand ECVT2 wird folglich für elektrodynamische Lastschaltungen von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 und optional elektrodynamische Schaltungen von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die Zusatzhybridgangstufe ZH genutzt.
  • In der zweiten Gangstufe findet zum Weiterschalten eine Vorwahlschaltung elektrodynamisch von der ersten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 in die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 statt. Die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 wird insbesondere bei elektrodynamischen Schaltungen vorzugsweise als Fahrgang verwendet, da in diesem Schaltzustand ein bevorzugtes Drehzahlniveau für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 sowie ein bevorzugter hoher Wirkungsgrad für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erreicht werden kann.
  • Eine elektrodynamische Schaltung von der ersten Hybridgangstufe H1 in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Im Ausgangszustand, also in der ersten Hybridgangstufe H1, sind das erste Schaltelement A und das fünfte Schaltelement E 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 fünfte Klauenschaltelement E lastfrei wird. Sodann wird das fünfte Schaltelement E geöffnet. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits eine Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 absinkt. Wird das einzulegende zweite Schaltelement B synchron, kann es geschlossen werden. Hierdurch ist die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 für die Verbrennungsmaschine 16 mechanisch geschaltet, also das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B geschlossen.
  • Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltungen, nur in umgekehrter Ablauffolge. Es versteht sich, dass auch Schubschaltungen möglich sind, da die erste elektrische Antriebsmaschine 14 auch Moment am ersten Planetenradsatz RS1 bremsend abstützen kann.
  • Die elektrodynamischen Überlagerungszustände ECVT1, ECVT2 sind leistungsverzweigte E-CVT-Fahrbereiche für die Verbrennungsmaschine 16, bei denen auch ein batterieneutraler Betrieb möglich ist.
  • Ist nur das fünfte Schaltelement E geschlossen, kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unabhängig vom Abtrieb 38 mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden werden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die Verbrennungsmaschine 16 drehen dann in einem festen Verhältnis zueinander. Hierdurch ist einerseits ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 möglich. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 von der Verbrennungsmaschine 16 als Generator betrieben werden, insbesondere im Zustand Laden-in-Neutral LiN, und den elektrischen Energiespeicher 22 laden oder andere elektrische Verbraucher versorgen. Es versteht sich, dass ein Verbraucher auch eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20 sein kann, die beispielsweise an der anderen Fahrzeugachse angeordnet ist und diese in Form einer elektrischen Hinterachse antreibt. Ein derartiger Antriebsstrang ist schematisch in der 1 gezeigt.
  • Ein Übergang vom Zustand Laden-in-Neutral LiN ist elektrodynamisch in die erste Hybridgangstufe H1, elektrodynamisch in die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2, elektrodynamisch in die zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 und elektrodynamisch in die Zusatzhybridgangstufe ZH möglich, da in diesen Schaltzuständen das fünfte Schaltelement jeweils geschlossen ist. Hierdurch kann der Energiespeicher 22 bei Bedarf mit hoher Leistung geladen werden. Insbesondere mit deutlich höherer Leistung, als das mit der weiteren elektrischen Maschine 42, die insbesondere als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet ist, möglich ist. Besonders bei niedrigen Temperaturen ist für den Start der Verbrennungsmaschine 16 ein hohes Drehmoment erforderlich. Zum Kaltstart der Verbrennungsmaschine 16 kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 verwendet werden. Vorzugsweise kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ein deutlich höheres Startmoment aufbringen als die als Hochvolt-Startergenerator ausgebildete weitere elektrische Maschine 42. Vorteilhaft hierbei ist, dass die weitere elektrische Maschine 42 kleiner dimensioniert werden kann, da die weitere elektrische Maschine 42 nicht auf Sonderfälle, wie beispielsweise besonders niedrige Temperaturen, ausgelegt werden muss.
  • Mit dem offenbarten Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ist ein serielles Fahren möglich, wobei das Hybridgetriebe 18 in den Schaltzustand Laden-in-Neutral LiN geschaltet wird, also das fünfte Schaltelement E geschlossen wird. Hierbei kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 generatorisch betrieben werden und so Antriebsleistung für die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 erzeugen.
  • Mit einer zweiten rein elektrisch angetriebenen Achse, also wie in 1 gezeigt, kann ein Allrad-Antriebssystem geschaffen werden. Beispielsweise kann das Hybridgetriebe 18 mit der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 als reiner Frontantrieb im Kraftfahrzeug 10 angeordnet werden, wobei ein zusätzlicher Hinterachsantrieb mittels der separaten zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 erfolgt.
  • Die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 kann die Zugkraft stützen, wenn im Hybridgetriebe 18 Umschaltungen notwendig sind, bei denen der Abtrieb 38 des Hybridgetriebes 18 lastfrei wird. Beispiele für solche Übergange sind: Wenn zunächst rein elektrisch mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 gefahren wird und dann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 in Neutral mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen soll. Dieser Zustand ist besonders relevant bei Varianten ohne weitere elektrische Maschine 42.
  • Ein weiteres Beispiel ist ein sogenanntes serielles Schalten. Bei geschlossenem fünften Schaltelement E erfolgt ein beliebiger elektrodynamischer Wechsel zwischen der ersten Hybridgangstufe H1, der zweiten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2, der zweiten Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 und der Zusatzhybridgangstufe. Vorteil hierbei ist, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unterbrechungsfrei generatorisch arbeiten kann und so sowohl das Bordnetz als auch die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 mit elektrischer Leistung versorgen kann.
  • Bei elektromotorischen Lastschaltungen erfolgt eine Stützung der Zugkraft bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine 16. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 kann über ihren Fahrgang, also Elektrogangstufe E, bei der das sechste Schaltelement F geschlossen ist, die Zugkraft aufrechterhalten, wenn ein Wechsel beim ersten Schaltelement A, zweiten Schaltelement B, dritten Schaltelement C und/oder vierten Schaltelement D erfolgt.
  • Beispielsweise kann eine elektromotorische Lastschaltung von der ersten Hybridgangstufe in die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 im Hybridgetriebe wie folgt erfolgen. Es versteht sich, dass dieser Ablauf auch für Varianten ohne Verbrennungsmaschinenkupplung K0 gilt. In der ersten Hybridgangstufe H1 ist, sofern vorhanden, die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 geschlossen. Zudem sind das erste Schaltelement A und das sechste Schaltelement F geschlossen. Es erfolgt ein Lastabbau am ersten Schaltelement A und ein gleichzeitiger Lastaufbau an der ersten ersten elektrischen Antriebsmaschine 14. Der Lastabbau kann erfolgen, indem die Verbrennungsmaschine 16 und die weitere elektrische Maschine 42 das Moment abbauen oder wenn die weitere elektrische Maschine 42 das Moment der Verbrennungsmaschine 16 generatorisch ausgleicht, sodass die Summe der Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der weiteren elektrischen Maschine 42 im Wesentlichen Null ist. Das erste Schaltelement A wird geöffnet. Die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 und der weiteren elektrischen Maschine 42 wird abgesenkt, sodass das zweite Schaltelement D synchron wird. Hierzu kann beispielsweise die weitere elektrische Maschine 42 generatorisch arbeiten, was bevorzugt ist. Alternativ kann die Verbrennungsmaschine 16 in den Schubbetrieb gehen. Sodann kann das zweite Schaltelement B eingelegt werden.
  • Mit der weiteren elektrischen Maschine 42, also vorzugsweise mit einem Hochvolt-Startergenerator, können die folgenden Funktionen abgedeckt werden. Es versteht sich, dass die Funktionen auch für Varianten mit und ohne Verbrennungsmaschinenkupplung K0 gültig sind. Es kann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 aus rein elektrischer Fahrt erfolgen. Eine Bordnetzversorgung kann gewährleistet werden. Es kann ein serielles Kriechen und Fahren sowohl vorwärts als auch rückwärts ermöglicht werden. Es kann eine Unterstützung der Drehzahlregelung der Verbrennungsmaschine 16 beim Ankoppeln und bei Schaltungen erfolgen. Die Verbrennungsmaschine 16 kann elektromotorisch in die erste Hybridgangstufe H1, die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2, die zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 und die dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 angekoppelt werden, wenn die erste elektrische Antriebsmaschine 14 in der Elektrogangstufe E fährt. Die weitere elektrische Maschine 42 kann beim Entlasten des ersten Schaltelements A, des zweiten Schaltelements B, des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D unterstützen, indem die weitere elektrische Maschine 42 generatorisch arbeitet. Die so erzeugte Energie kann von der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zur Zugkraftunterstützung genutzt werden.
  • In 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ändert sich die Anbindung am ersten Planetenradsatz RS1, wobei die Bindungen an sich für die Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes RS1, also für das Sonnenrad, den Planetenradträger und das Hohlrad identisch bleiben. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist in der gezeigten Ausführungsform über einen Topf mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Mit anderen Worten verläuft die zweite Getriebeeingangswelle 26 radial außen am ersten Planetenradsatz RS1 vorbei. Die Abtriebswelle 28 ist mit dem Planetenradträger oder Steg direkt verbunden. Folglich wird das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 von der dem Abtrieb 38 abgewandten Seite und nicht, wie in 2, von der dem Abtrieb 38 zugewandten Seite angebunden.
  • In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 8 gezeigten Ausführungsform ändern sich die Anbindungen am ersten Planetenradsatz RS1. In der gezeigten Ausführungsform ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden. Die Abtriebswelle 28 ist mit dem Planetenradträger verbunden. Folglich ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad und die Gänge der Verbrennungsmaschine 16 sind am Sonnenrad angebunden. Hierdurch kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 mit geringerer Ausgleichsdrehzahl beim elektrodynamischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden. Nachteilig hierbei ist, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 mit einem höheren Stützmoment betrieben wird. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 beim elektrodynamischen Anfahren weniger lang generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit der generatorische Betrieb früher verlassen wird, als wenn die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 angebunden ist.
  • In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 6 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als reibschlüssiges Schaltelement ausgeführt. Hierdurch kann insbesondere ein sogenannter Schlepp- oder Schwungstart der Verbrennungsmaschine 16 erfolgen, bei dem die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 schlupfend betrieben wird und so die Verbrennungsmaschine 16 ankurbeln kann.
  • In 11 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das zweite Stirnradpaar ST2 ein Festrad, das antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden und an dieser angeordnet ist. Ferner umfasst das zweite Stirnradpaar ST2 ein Losrad, das an der Vorgelegewelle 34 angeordnet ist. Hierdurch ist das zweite Schaltelement B auf der Vorgelegewelle 34 angeordnet. Folglich kann das Doppelschaltelement umfassend das vierte Schaltelement D und das zweite Schaltelement B mit einer verteilten Schaltgabel ausgeführt werden, da das vierte Schaltelement D an der Abtriebswelle 28 angeordnet ist. Das zweite Schaltelement B und das vierte Schaltelement D können jedoch weiterhin durch einen einzelnen Aktor angesteuert werden.
  • Das zweite Schaltelement B kann mit der Anbindungsebene der ersten Getriebeeingangswelle 24 an die zweite Zwischenwelle 32 geschachtelt werden. Hierdurch kann eine axiale Länge des Gesamtsystems, also des Hybridgetriebes 18 bzw. des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12, reduziert werden.
  • In 12 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 als Koaxialmaschine und nicht mehr als achsparallele Antriebsmaschine ausgebildet und koaxial zur Abtriebswelle 28 und zur Differentialwelle angeordnet. In dem gezeigten Beispiel umfasst die zweite Getriebeeingangswelle 26 eine Ausgangswelle der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14.
  • Innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 bzw. eines Rotors der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 können der erste Planetenradsatz RS1, der zweite Planetenradsatz RS2, das Differential des Abtriebs 38 und/oder das Doppelschaltelement umfassend das sechste Schaltelement F und das fünfte Schaltelement E zumindest abschnittsweise radial geschachtelt werden. Das heißt, die erste elektrische Antriebsmaschine 14 umgibt die vorgenannten Getriebebauteile zumindest abschnittsweise radial und axial. Es versteht sich, dass eine Ausführungsform mit Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und weiterer elektrischer Antriebsmaschine 42 sowie die verschiedenen offenbarten Losradvarianten jeweils auch mit einer koaxial angeordneten ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 kombinierbar sind.
  • In 13 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Hybridgetriebe 18 gemäß der 13 ohne zweites Stirnradpaar ST2 ausgeführt. Ferner umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 13 ein viertes Stirnradpaar ST4 und ein fünftes Stirnradpaar ST5, wobei die Abtriebswelle 28 mittels des vierten Stirnradpaars ST4 antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 34 verbunden ist und die Vorgelegewelle 34 mittels des fünften Stirnradpaares ST5 antriebswirksam mit einem Differential des Abtriebs 38 verbunden ist. An der Vorgelegewelle 34 ist ferner eine Hohlwelle angeordnet, die jeweils ein Festrad des ersten Stirnradpaars ST1 und des dritten Stirnradpaars ST3 umfasst. Diese Hohlwelle ist durch Einlegen des zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 34 verbindbar. Folglich ist wie bereits oben beschrieben das Doppelschaltelement umfassend das vierte Schaltelement D und das zweite Schaltelement B mit verteilter Schaltgabel ausgeführt. Das vierte Stirnradpaar ST4 ist in dem gezeigten Beispiel in einer Radsatzebene zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und einer Anbindungsebene der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet. Ferner umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 13 keinen zweiten Planetenradsatz RS2, da die Anbindung an den Abtrieb 38 mittels der Vorgelegewelle 34 und dem vierten Stirnradpaar ST4 sowie dem fünften Stirnradpaar ST5 erfolgt.
  • In 14 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 13 gezeigten Ausführungsform ist das vierte Stirnradpaar ST4 an einem ersten Getriebeende angeordnet, wobei der Abtrieb 38 am anderen Getriebeende angeordnet ist. Die Anbindungen und Anordnungen der übrigen Getriebebauteile entspricht dabei der Ausführungsform gemäß 13.
  • 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.
  • 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-Antriebsstrang 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    erste elektrische Antriebsmaschine
    16
    Verbrennungsmaschine
    18
    Hybridgetriebe
    20
    zweite elektrische Antriebsmaschine
    22
    Energiespeicher
    24
    erste Getriebeeingangswelle
    26
    zweite Getriebeeingangswelle
    28
    Abtriebswelle
    30
    erste Zwischenwelle
    32
    zweite Zwischenwelle
    34
    Vorgelegewelle
    36
    Kurbelwelle
    38
    Abtrieb
    40
    Schaltmatrix
    42
    weitere elektrische Maschine
    44
    Schaltmatrix
    46
    Schaltmatrix
    A-F
    Schaltelemente
    K0
    Verbrennungsmaschinenkupplung
    RS1
    erster Planetenradsatz
    RS2
    zweiter Planetenradsatz
    ST1-ST5
    Stirnradpaare
    W0-W8
    ergänzende Bezeichnung für Getriebewellen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011005562 A1 [0006]

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) 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; einer ersten Zwischenwelle (30); einer zweiten Zwischenwelle (32), die antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (38); einem ersten Planetenradsatz (RS1), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (34); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4, ST5); und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) zum Einlegen von Gangstufen, wobei ein Zahnrad eines ersten Stirnradpaars (ST1) und ein Zahnrad eines dritten Stirnradpaars (ST3) antriebswirksam miteinander verbunden sind; die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
  2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1, wobei ein Differential des Abtriebs (38) eine Differentialwelle umfasst, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebewellen (26, 28, 30, 32), insbesondere der Abtriebswelle (28), zumindest abschnittsweise umgeben ist; und eine axiale Länge der Differentialwelle größer ist als eine axiale Länge der Abtriebswelle und die Differentialwelle die Abtriebswelle vollständig durchdringt.
  3. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe einen zweiten Planetenradsatz (RS2) umfasst, der antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) und einem Differential des Abtriebs (38) verbunden ist; und vorzugsweise im zweiten Planetenradsatz ein Hohlrad festgesetzt ist, ein Planetenradträger mit dem Differential des Abtriebs verbunden ist und ein Sonnenrad mit der Abtriebswelle antriebwirksam verbunden ist.
  4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an der Vorgelegewelle (34) ausschließlich Festräder angeordnet sind; oder an der Vorgelegewelle ein Losrad eines zweiten Stirnradpaars (ST2) angeordnet ist und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars (ST1) und das Zahnrad des dritten Stirnradpaars (ST3) mittels der Vorgelegewelle antriebswirksam miteinander verbunden sind.
  5. Hybridgetriebe (18) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Stirnradpaar (ST1) und das dritte Stirnradpaar (ST3) mittels einer Hohlwelle miteinander verbunden und an der Vorgelegewelle (34) angeordnet sind; und vorzugsweise die Vorgelegewelle mittels eines vierten Stirnradpaars (ST4) und eines fünften Stirnradpaars (ST5) mit der Abtriebswelle (28) und dem Abtrieb (38), besonders bevorzugt mit einem Differential des Abtriebs, antriebswirksam verbunden ist.
  6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Abtriebswelle (28) verbunden ist; das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle (30) verbunden ist; oder das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist.
  7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (26), die erste Zwischenwelle (30), die zweite Zwischenwelle (32) und die Abtriebswelle (28) koaxial zueinander angeordnet sind; die erste Getriebeeingangswelle (24), die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle als Hohlwellen ausgebildet sind; und die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle die Abtriebswelle zumindest abschnittsweise umgeben.
  8. 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.
  9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnradpaar (ST1) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle (30) zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, alle an der Vorgelegewelle (34) angeordneten Zahnräder antriebswirksam mit dem Abtrieb (38) zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle (32) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) zu verbinden; ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnradpaar antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) zu verbinden; und/oder ein sechstes Schaltelement (F) dazu ausgebildet ist, den ersten Planetenradsatz (RS1) zu verblocken.
  10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.
  11. 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.
  12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11, wobei der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang vorzugsweise eine weitere elektrische Maschine (42) umfasst, die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam verbunden ist und die erste elektrische Antriebsmaschine (14) und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) ansteuerbar ist.
  13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei ein Abtrieb (38) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst; und vorzugsweise die erste elektrische Antriebsmaschine (14) und/oder die weitere elektrische Maschine (42) als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) ansteuerbar ist, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei vorzugsweise elektrodynamisch geschaltet wird, und besonders bevorzugt elektromotorisch gestützt geschaltet wird, wenn der Antriebsstrang nach Anspruch 11 und/oder das Hybridgetriebe nach Anspruch 7 ausgebildet ist.
  15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20).
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713425A (en) 1996-01-16 1998-02-03 Ford Global Technologies, Inc. Parallel hybrid powertrain for an automotive vehicle
DE102011005562A1 (de) 2011-03-15 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Schaltgetriebe eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug
DE102013105731A1 (de) 2012-06-05 2013-12-05 Hyundai Motor Company Kraftübertragungsvorrichtung für ein fahrzeug
EP3261233A1 (de) 2016-06-22 2017-12-27 AVL List GmbH Antriebsstrang für ein fahrzeug
DE102017221775A1 (de) 2017-12-04 2019-06-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridantriebsstrang
DE102018116613A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Voith Patent Gmbh Überlagerungsgetriebe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713425A (en) 1996-01-16 1998-02-03 Ford Global Technologies, Inc. Parallel hybrid powertrain for an automotive vehicle
DE102011005562A1 (de) 2011-03-15 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Schaltgetriebe eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug
DE102013105731A1 (de) 2012-06-05 2013-12-05 Hyundai Motor Company Kraftübertragungsvorrichtung für ein fahrzeug
EP3261233A1 (de) 2016-06-22 2017-12-27 AVL List GmbH Antriebsstrang für ein fahrzeug
DE102017221775A1 (de) 2017-12-04 2019-06-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridantriebsstrang
DE102018116613A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Voith Patent Gmbh Überlagerungsgetriebe

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