DE102022003205A1 - Hybrid drive system for a motor vehicle, especially for a motor vehicle - Google Patents
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- 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
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (16), welche eine Kurbelwelle (22) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (26), welche einen Rotor (30) aufweist, mit einem Achsgetriebe (36) sowie mit einem Getriebe (44) mit einem ersten Teilgetriebe (46) und einem zweiten Teilgetriebe (48), wobei das erste Teilgetriebe (46) einen ersten Planetenradsatz (50) mit einem ersten Element (52), einem zweiten Element (54) und einem dritten Element (56) aufweist. Das erste Teilgetriebe (46) umfasst einen zweiten Planetenradsatz (58) mit einem vierten Element (60), einem fünften Element (62) und einem sechsten Element (64). Das zweite Teilgetriebe (48) umfasst eine Abtriebswelle (72) und eine erste Stirnradstufe (74), welche ein erstes Ausgangszahnrad (78) aufweist, welches koaxial zu der Abtriebswelle (72) angeordnet ist und mit einem drehfest mit dem zweiten Element (54) verbundenen oder verbindbaren, ersten Eingangszahnrad (76) der ersten Stirnradstufe (74) kämmt.The invention relates to a hybrid drive system (10) for a motor vehicle, with an internal combustion engine (16), which has a crankshaft (22), with an electric machine (26), which has a rotor (30), with an axle gear (36) and with a gear (44) with a first sub-gear (46) and a second sub-gear (48), the first sub-gear (46) having a first planetary gear set (50) with a first element (52), a second element (54) and a third element (56). The first partial transmission (46) comprises a second planetary gear set (58) with a fourth element (60), a fifth element (62) and a sixth element (64). The second partial transmission (48) comprises an output shaft (72) and a first spur gear stage (74), which has a first output gear (78), which is arranged coaxially to the output shaft (72) and with a rotationally fixed with the second element (54). connected or connectable, first input gear (76) of the first spur gear stage (74) meshes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.The invention relates to a hybrid drive system for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, zu schaffen, sodass ein besonders effizienter Betrieb des Hybridantriebssystems und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden können.The object of the present invention is to create a hybrid drive system for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, so that particularly efficient operation of the hybrid drive system and particularly advantageous drivability can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch ein Hybridantriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This task is solved by a hybrid drive system with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the remaining claims.
Die Erfindung betrifft ein auch als Hybridantriebseinrichtung bezeichnetes oder als Hybridantriebseinrichtung ausgebildetes Hybridantriebssystem für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand des Hybridantriebssystems aufweist und mittels des Hybridantriebssystems angetrieben werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Fahrzeugachse weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei einfach auch Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf. Die Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse sind beispielsweise auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Mittels des Hybridantriebssystems sind beispielsweise die Fahrzeugräder wenigstens oder genau einer der Fahrzeugachsen antreibbar, oder mittels des Hybridantriebssystems können die Fahrzeugräder beider Fahrzeugachsen angetrieben werden. Die mittels des Hybridantriebssystems antreibbaren Fahrzeugräder werden auch als Antriebsräder, antreibbare Räder oder angetriebene Räder bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Fahrzeugrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Antriebsräder zu verstehen.The invention relates to a hybrid drive system, also referred to as a hybrid drive device or designed as a hybrid drive device, for a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle. This means that the motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the hybrid drive system in its fully manufactured state and can be driven by means of the hybrid drive system. For example, in its fully manufactured state, the motor vehicle has at least or exactly two vehicle axles, which are arranged one after the other in the longitudinal direction of the motor vehicle and are therefore simply referred to as axles. The respective vehicle axle has, for example, at least or exactly two vehicle wheels, also simply referred to as wheels. The vehicle wheels are ground contact elements via which the motor vehicle can be supported or supported downwards on a ground in the vertical direction of the motor vehicle. The respective vehicle wheels of the respective vehicle axle are arranged, for example, on sides of the motor vehicle that are opposite one another in the transverse direction of the motor vehicle. If the motor vehicle is driven along the ground while the motor vehicle is supported on the ground in the vertical direction of the vehicle downwards via the ground contact elements, the vehicle wheels roll, in particular directly, on the ground. By means of the hybrid drive system, for example, the vehicle wheels of at least or exactly one of the vehicle axles can be driven, or the vehicle wheels of both vehicle axles can be driven by means of the hybrid drive system. The vehicle wheels that can be driven by the hybrid drive system are also referred to as drive wheels, drivable wheels or driven wheels. When we talk about the vehicle wheels below, this refers to the drive wheels unless otherwise stated.
Das Hybridantriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Kurbelwelle auf, über welche die die Verbrennungskraftmaschine erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Antreiben der Antriebsräder, bereitstellen kann. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein Hubkolbenmotor ausgebildet. Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine elektrische Maschine, welche einen Rotor aufweist. Die elektrische Maschine kann über den Rotor zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Antreiben der Fahrzeugräder, bereitstellen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug mittels elektrischer Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden. Da das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet. Ganz vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, beispielsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Beispielsweise weist die elektrische Maschine einen Stator auf, mittels welchem der Rotor antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Die Kurbelwelle ist beispielsweise um eine Kurbelwellendrehachse relativ zu einem beispielsweise als Motorblock, insbesondere als Zylinderblock, ausgebildeten Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine drehbar. Beispielsweise sind die Kurbelwelle und der Rotor koaxial zueinander angeordnet, sodass die Maschinendrehachse mit der Kurbelwellendrehachse zusammenfällt.The hybrid drive system has an internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine. The internal combustion engine has a crankshaft, via which the internal combustion engine can provide first drive torques for driving the motor vehicle, in particular for driving the drive wheels. The internal combustion engine is therefore designed, for example, as a reciprocating piston engine. The hybrid drive system also includes an electric machine that has a rotor. The electric machine can provide second drive torque via the rotor for driving the motor vehicle, in particular for driving the vehicle wheels. For example, the motor vehicle can be driven electrically, in particular purely electrically, by means of an electric machine. Since the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine and by means of the electric machine, the motor vehicle is preferably designed as a hybrid vehicle. Most preferably, the electrical machine is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is, for example, greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably is several hundred volts. For example, the electrical machine has a stator, by means of which the rotor can be driven and thereby rotated about a machine axis of rotation relative to the stator. The crankshaft can be rotated, for example, about a crankshaft rotation axis relative to a housing element of the internal combustion engine, which is designed, for example, as an engine block, in particular as a cylinder block. For example, the crankshaft and the rotor are arranged coaxially with one another, so that the machine axis of rotation coincides with the crankshaft axis of rotation.
Das Hybridantriebssystem weist außerdem ein Achsgetriebe auf. Insbesondere ist das Achsgetriebe der Fahrzeugachse zugeordnet, deren Fahrzeugräder mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden können. Insbesondere können die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von der Kurbelwelle, sowie von der elektrischen Maschine, insbesondere von dem Rotor, angetrieben werden. Ganz insbesondere ist das Achsgetriebe ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe. Auf das Achsgetriebe kann beispielsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultierendes Eingangsdrehmoment übertragen werden. Mit anderen Worten kann das jeweilige Eingangsdrehmoment in das Achsgetriebe eingeleitet werden, wodurch das Achsgetriebe antreibbar ist. Beispielsweise ist das jeweilige Eingangsdrehmoment das jeweilige, erste Antriebsdrehmoment und/oder das jeweilige, zweite Antriebsdrehmoment. Insbesondere kann beispielsweise über das Achsgetriebe oder mittels des Achsgetriebes das jeweilige, in das Achsgetriebe eingeleitete oder einleitbare Eingangsdrehmoment auf die Fahrzeugräder aufgeteilt und übertragen werden, insbesondere hälftig, sodass über das Achsgetriebe die Fahrzeugräder von dem jeweiligen Eingangsdrehmoment und somit von der Verbrennungskraftmaschine und/oder von der elektrischen Maschine antreibbar sind. Insbesondere weist das Achsgetriebe die aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannte Funktion auf, dass das Achsgetriebe bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder zulässt, insbesondere derart, dass sich das kurvenäußere Fahrzeugrad mit einer größeren Drehzahl dreht oder drehen kann als das kurveninnere Fahrzeugrad, insbesondere während die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine antreibbar sind oder von der elektrischen Maschine und/oder von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden.The hybrid drive system also has an axle drive. In particular, the axle gear is assigned to the vehicle axle, the vehicle wheels of which can be driven by means of the internal combustion engine and by means of the electric machine. In particular, the vehicle wheels can be driven via the axle gear by the internal combustion engine, in particular by the crankshaft, and by the electric machine, in particular by the rotor. In particular, the axle drive is a differential gear, also known as a differential drives. For example, a respective input torque resulting from the respective first drive torque and/or from the respective second drive torque can be transmitted to the axle drive. In other words, the respective input torque can be introduced into the axle gear, whereby the axle gear can be driven. For example, the respective input torque is the respective first drive torque and/or the respective second drive torque. In particular, for example, via the axle gear or by means of the axle gear, the respective input torque that is introduced or can be introduced into the axle gear can be divided and transmitted to the vehicle wheels, in particular in half, so that the vehicle wheels receive the respective input torque via the axle gear and thus from the internal combustion engine and / or from the electrical machine can be driven. In particular, the axle gear has the function, which is already well known from the general state of the art, that the axle gear allows different speeds of the vehicle wheels when the motor vehicle is cornering, in particular in such a way that the vehicle wheel on the outside of the curve rotates or can rotate at a higher speed than the one on the inside of the curve Vehicle wheel, in particular while the vehicle wheels can be driven by the internal combustion engine and by the electric machine via the axle drive or are driven by the electric machine and/or by the internal combustion engine.
Das Hybridantriebssystem weist außerdem ein, insbesondere zusätzlich zu dem Achsgetriebe vorgesehenes, Getriebe auf, über welches beispielsweise das Achsgetriebe von der elektrischen Maschine und von der Verbrennungskraftmaschine, das heißt von dem Rotor und der Kurbelwelle, antreibbar ist. Somit kann beispielsweise das Getriebe das jeweilige Eingangsdrehmoment bereitstellen. Beispielsweise kann in das Getriebe das jeweilige, erste Antriebsdrehmoment und das jeweilige, zweite Antriebsdrehmoment eingeleitet werden. Mit anderen Worten ist denkbar, dass in das Getriebe ein jeweiliges, aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultierendes Getriebedrehmoment eingeleitet werden kann, um dadurch das Getriebe anzutreiben, wobei beispielsweise das Getriebe das jeweilige, aus dem jeweiligen Getriebedrehmoment resultierende Eingangsdrehmoment bereitstellen kann. Somit ist beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen ein jeweiliges, von dem Rotor und von der Kurbelwelle bereitstellbares oder bereitgestelltes Drehmoment auf das Achsgetriebe übertragbar ist, um das Achsgetriebe und über das Achsgetriebe die Fahrzeugräder anzutreiben, das Achsgetriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet, wobei auch das Getriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet ist, und wobei beispielsweise das Getriebe stromauf des Achsgetriebes und stromab des Rotors angeordnet ist, und wobei das Getriebe stromauf des Achsgetriebes und stromab der Kurbelwelle angeordnet ist.The hybrid drive system also has a transmission, in particular provided in addition to the axle gear, via which, for example, the axle gear can be driven by the electric machine and by the internal combustion engine, that is, by the rotor and the crankshaft. Thus, for example, the transmission can provide the respective input torque. For example, the respective first drive torque and the respective second drive torque can be introduced into the transmission. In other words, it is conceivable that a respective transmission torque resulting from the respective first drive torque and/or from the respective second drive torque can be introduced into the transmission in order to thereby drive the transmission, with the transmission, for example, receiving the respective transmission torque from the respective transmission torque Transmission torque can provide resulting input torque. Thus, for example, based on a torque flow, via which a respective torque that can be provided or provided by the rotor and the crankshaft can be transferred to the axle gear in order to drive the axle gear and the vehicle wheels via the axle gear, the axle gear is arranged in the torque flow, whereby also the transmission is arranged in the torque flow, and wherein, for example, the transmission is arranged upstream of the axle gear and downstream of the rotor, and wherein the gear is arranged upstream of the axle gear and downstream of the crankshaft.
Das Getriebe weist ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe auf. Das erste Teilgetriebe weist einen ersten Planetenradsatz auf, welcher auch als erster Planetensatz bezeichnet wird. Beispielsweise weist der erste Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, einen auch als erster Steg bezeichneten, ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad auf. Ferner weist beispielsweise der erste Planetenradsatz wenigstens ein erstes Planetenrad auf, welches, insbesondere gleichzeitig, mit dem ersten Hohlrad und mit dem ersten Sonnenrad kämmt, wobei beispielsweise ein Kämmen des ersten Sonnenrads mit dem ersten Hohlrad unterbleibt. Insbesondere ist das erste Planetenrad drehbar an dem ersten Planetenträger gehalten. Das erste Sonnenrad, das erste Hohlrad und der erste Planetenträger werden auch als Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes bezeichnet oder sind Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes. Dabei weist der erste Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element auf. Beispielsweise ist das erste Element ein erstes der Getriebeelemente, beispielsweise ist das zweite Element ein zweites der Getriebeelemente, und beispielsweise ist das dritte Element ein drittes der Getriebeelemente.The transmission has a first partial transmission and a second partial transmission. The first partial transmission has a first planetary gear set, which is also referred to as the first planetary gear set. For example, the first planetary gear set has a first sun gear, a first planet carrier, also referred to as a first web, and a first ring gear. Furthermore, for example, the first planetary gear set has at least one first planetary gear, which meshes, in particular simultaneously, with the first ring gear and with the first sun gear, whereby, for example, the first sun gear does not mesh with the first ring gear. In particular, the first planet gear is rotatably held on the first planet carrier. The first sun gear, the first ring gear and the first planet carrier are also referred to as gear elements of the first planetary gear set or are gear elements of the first planetary gear set. The first planetary gear set has a first element, a second element and a third element. For example, the first element is a first of the gear elements, for example the second element is a second of the gear elements, and for example the third element is a third of the gear elements.
Das erste Teilgetriebe weist außerdem einen zweiten Planetenradsatz auf, welcher auch als zweiter Planetensatz bezeichnet wird. Beispielsweise weist der zweite Planetenradsatz, welcher vorzugsweise zusätzlich zu dem ersten Planetenradsatz vorgesehen ist, ein insbesondere zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad vorgesehenes, zweites Sonnenrad, einen insbesondere zusätzlich zu dem ersten Planetenträger vorgesehenen, zweiten Planetenträger und ein insbesondere zusätzlich zu dem ersten Hohlrad vorgesehenes, zweites Hohlrad auf, wobei der zweite Planetenträger auch als zweiter Steg bezeichnet wird. Beispielsweise weist der zweite Planetenradsatz wenigstens ein zweites Planetenrad auf, welches drehbar an dem zweiten Planetenträger gehalten ist. Insbesondere kämmt das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad und mit dem zweiten Hohlrad, insbesondere gleichzeitig, wobei beispielsweise ein Kämmen des zweiten Sonnenrads mit dem zweiten Hohlrad unterbleibt. Das zweite Sonnenrad, der zweite Planetenträger und das zweite Hohlrad werden auch als Planetengetriebeelemente bezeichnet oder sind Planetengetriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes. Der zweite Planetenradsatz weist dabei ein viertes Element, ein fünftes Element und ein sechstes Element auf. Insbesondere ist das vierte Element ein erstes der Planetengetriebeelemente, wobei beispielsweise das fünfte Element ein zweites der Planetengetriebeelemente ist, und wobei beispielsweise das sechste Element ein drittes der Planetengetriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes ist.The first partial transmission also has a second planetary gear set, which is also referred to as a second planetary gear set. For example, the second planetary gear set, which is preferably provided in addition to the first planetary gear set, has a second sun gear, in particular in addition to the first sun gear, a second planet carrier, in particular in addition to the first planet carrier, and a second, in particular in addition to the first ring gear Ring gear, whereby the second planet carrier is also referred to as the second web. For example, the second planetary gear set has at least one second planet gear, which is rotatably held on the second planet carrier. In particular, the second planet gear meshes with the second sun gear and with the second ring gear, in particular simultaneously, with the second sun gear not meshing with the second ring gear, for example. The second sun gear, the second planet carrier and the second ring gear are also referred to as planetary gear elements or are planetary gear elements of the second planetary gear set. The second planetary gear set has a fourth element, a fifth element and a sixth element. In particular, the fourth element is a first of the planetary gear elements, for example the fifth element is a second of the planetary gear elements, and for example the sixth element is a third of the planetary gear elements of the second planetary gear set.
Das Hybridantriebssystem weist beispielsweise ein Gehäuse auf, wobei beispielsweise das erste Teilgetriebe, mithin der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz, zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet sein kann. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Getriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann das jeweilige Getriebeelement um eine Getriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, insbesondere durch Antreiben des jeweiligen Getriebeelements. Die Getriebeelementdrehachse wird auch als erste Planetenradsatzdrehachse bezeichnet. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Planetengetriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann das jeweilige Planetengetriebeelement um eine Planetengetriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, insbesondere durch Antreiben des jeweiligen Planetengetriebeelements. Die Planetengetriebeelementdrehachse wird auch als zweite Planetenradsatzdrehachse bezeichnet. Insbesondere ist es denkbar, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, sodass die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen, mithin fällt dann die Getriebeelementdrehachse mit der Planetengetriebeelementdrehachse zusammen. Insbesondere ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine und/oder die elektrische Maschine koaxial zu dem ersten Planetenradsatz und/oder koaxial zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist. Insbesondere verläuft die jeweilige Planetenradsatzdrehachse in axialer Richtung des Getriebes und des Hybridantriebssystems insgesamt, wobei beispielsweise die axiale Richtung des Getriebes, insbesondere des Hybridantriebssystems insgesamt, mit der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse zusammenfällt. Ferner ist es denkbar, dass die axiale Richtung des Getriebes in axialer Richtung des Achsgetriebes verläuft, insbesondere mit der axialen Richtung des Achsgetriebes zusammenfällt.The hybrid drive system has, for example, a housing, wherein, for example, the first partial transmission, thus the first planetary gear set and/or the second planetary gear set, can be at least partially arranged in the housing. In particular, if the respective gear element is not connected to the housing in a rotationally fixed manner, the respective gear element can be rotated about a gear element rotation axis relative to the housing, in particular by driving the respective gear element. The gear element rotation axis is also referred to as the first planetary gear set rotation axis. In particular, if the respective planetary gear element is not connected to the housing in a rotationally fixed manner, the respective planetary gear element can be rotated about a planetary gear element rotation axis relative to the housing, in particular by driving the respective planetary gear element. The planetary gear element rotation axis is also referred to as the second planetary gear set rotation axis. In particular, it is conceivable that the planetary gear sets are arranged coaxially to one another, so that the planetary gear set rotation axes coincide, and therefore the gear element rotation axis then coincides with the planetary gear element rotation axis. In particular, it is conceivable that the internal combustion engine and/or the electric machine is arranged coaxially with the first planetary gear set and/or coaxially with the second planetary gear set. In particular, the respective planetary gear set rotation axis runs in the axial direction of the transmission and the hybrid drive system as a whole, with, for example, the axial direction of the transmission, in particular of the hybrid drive system as a whole, coinciding with the respective planetary gear set rotation axis. Furthermore, it is conceivable that the axial direction of the transmission runs in the axial direction of the axle drive, in particular coinciding with the axial direction of the axle drive.
Das zweite Teilgetriebe weist eine Abtriebswelle auf, über welche beispielsweise das zweite Teilgetriebe und somit insbesondere das Getriebe das jeweilige, Eingangsdrehmoment bereitstellen kann. Das zweite Teilgetriebe weist eine insbesondere zusätzlich zu den Planetenradsätzen vorgesehene, erste Stirnradstufe auf, welche ein erstes Ausgangszahnrad als erstes Stirnrad aufweist. Das erste Ausgangszahnrad ist koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet. Außerdem kämmt das erste Ausgangszahnrad mit einem drehfest mit dem zweiten Element verbunden oder verbindbaren, ersten Eingangszahnrad der ersten Stirnradstufe, wobei das erste Eingangszahnrad beispielsweise als zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe ausgebildet ist. Insbesondere kämmen das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad direkt miteinander. Beispielsweise bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss, entlang welchem das jeweilige Eingangsdrehmoment von dem Getriebe auf das Achsgetriebe übertragbar ist, sind das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad in dem Drehmomentenfluss angeordnet, derart, dass das erste Ausgangszahnrad stromab des ersten Eingangszahnrads angeordnet ist.The second partial transmission has an output shaft, via which, for example, the second partial transmission and thus in particular the transmission can provide the respective input torque. The second partial transmission has a first spur gear stage, which is provided in particular in addition to the planetary gear sets and which has a first output gear as the first spur gear. The first output gear is arranged coaxially with the output shaft. In addition, the first output gear meshes with a first input gear of the first spur gear stage which is non-rotatably connected or connectable to the second element, the first input gear being designed, for example, as a second spur gear of the first spur gear stage. In particular, the first output gear and the first input gear mesh directly with one another. For example, based on the aforementioned torque flow, along which the respective input torque can be transferred from the transmission to the axle transmission, the first output gear and the first input gear are arranged in the torque flow, such that the first output gear is arranged downstream of the first input gear.
Das zweite Teilgetriebe weist auch eine zweite Stirnradstufe auf, welche zusätzlich zu der ersten Stirnradstufe vorgesehen ist und ein zweites Ausgangszahnrad als drittes Stirnrad aufweist, welches koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist und mit einem, insbesondere permanent, drehfest mit dem sechsten Element verbundenen, zweiten Eingangszahnrad der zweiten Stirnradstufe kämmt. Insbesondere ist das zweite Eingangszahnrad ein viertes Stirnrad der zweiten Stirnradstufe. Insbesondere kämmen das zweiten Eingangszahnrad und das zweite Ausgangszahnrad direkt miteinander. Bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss sind beispielsweise das zweite Eingangszahnrad und das zweite Ausgangszahnrad in dem Drehmomentenfluss angeordnet, derart, dass das zweite Ausgangszahnrad stromab des zweiten Eingangszahnrads angeordnet ist. Insbesondere sind bezogen auf den Drehmomentenfluss die Teilgetriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet, insbesondere derart, dass das zweite Teilgetriebe stromab des ersten Teilgetriebes angeordnet ist, sodass das Achsgetriebe über das zweite Teilgetriebe von dem ersten Teilgetriebe antreibbar ist.The second partial transmission also has a second spur gear stage, which is provided in addition to the first spur gear stage and has a second output gear as a third spur gear, which is arranged coaxially to the output shaft and with a second input gear connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the sixth element the second spur gear stage meshes. In particular, the second input gear is a fourth spur gear of the second spur gear stage. In particular, the second input gear and the second output gear mesh directly with one another. Based on the aforementioned torque flow, for example, the second input gear and the second output gear are arranged in the torque flow, such that the second output gear is arranged downstream of the second input gear. In particular, with respect to the torque flow, the partial transmissions are arranged in the torque flow, in particular in such a way that the second partial transmission is arranged downstream of the first partial transmission, so that the axle transmission can be driven by the first partial transmission via the second partial transmission.
Insbesondere ist bezogen auf den Drehmomentenfluss die Abtriebswelle in dem Drehmomentenfluss angeordnet, insbesondere derart, dass die Abtriebswelle stromauf des Achsgetriebes und stromab der Stirnradstufen angeordnet ist.In particular, with respect to the torque flow, the output shaft is arranged in the torque flow, in particular in such a way that the output shaft is arranged upstream of the axle gear and downstream of the spur gear stages.
Das Hybridantriebssystem weist des Weiteren ein Abtriebszahnrad auf, welches insbesondere zusätzlich zu den Eingangszahnrädern und zusätzlich zu den Ausgangszahnrädern vorgesehen ist. Insbesondere ist die Abtriebswelle von dem ersten Ausgangszahnrad und von dem zweiten Ausgangszahnrad antreibbar, sodass beispielsweise die Abtriebswelle über das erste Ausgangszahnrad von dem ersten Eingangszahnrad und über das zweite Ausgangszahnrad von dem zweiten Eingangszahnrad antreibbar ist. Somit ist beispielsweise das jeweilige Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle verbunden oder verbindbar. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Ausgangszahnrad permanent drehfest mit der Abtriebswelle verbunden sein kann.The hybrid drive system further has an output gear, which is provided in particular in addition to the input gears and in addition to the output gears. In particular, the output shaft can be driven by the first output gear and by the second output gear, so that, for example, the output shaft can be driven by the first input gear via the first output gear and by the second input gear via the second output gear. Thus, for example, the respective output gear is or can be connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. In particular, it is conceivable that the respective output gear via can be permanently connected to the output shaft in a rotationally fixed manner.
Das Abtriebszahnrad ist permanent mit der Abtriebswelle verbunden. Außerdem kämmt das Abtriebszahnrad permanent mit einem Achsgetriebeeingangsrad, welches als Zahnrad ausgebildet ist. Unter dem Merkmal, dass das Abtriebszahnrad permanent mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, ist zu verstehen, dass das Hybridantriebssystem nicht etwa zwischen einem kämmenden Zustand, in welchem das Abtriebszahnrad mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, und einem nicht kämmenden Zustand, in welchem das Abtriebszahnrad nicht mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, umschaltbar ist, sondern das Abtriebszahnrad und das Achsgetriebeeingangsrad kämmen stets, das heißt immer und somit permanent miteinander. Somit kann beispielsweise das jeweilige Eingangsdrehmoment von dem Abtriebszahnrad bereitgestellt und, insbesondere direkt, auf das Achsgetriebeeingangsrad übertragen und dadurch in das Achsgetriebe eingeleitet werden, wodurch das Achsgetriebe beispielsweise antreibbar und hierdurch insbesondere um eine Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist. Durch Antreiben des Achsgetriebes können die Fahrzeugräder angetrieben werden.The output gear is permanently connected to the output shaft. In addition, the output gear constantly meshes with an axle drive input gear, which is designed as a gear. The feature that the output gear constantly meshes with the axle gear input gear is to be understood as meaning that the hybrid drive system does not switch between a meshing state in which the output gear meshes with the axle gear input gear and a non-meshing state in which the output gear does not mesh with the axle gear input gear meshes, is switchable, but the output gear and the axle gear input gear always mesh, that is, always and therefore permanently with each other. Thus, for example, the respective input torque can be provided by the output gear and, in particular directly, transmitted to the axle gear input gear and thereby introduced into the axle gear, whereby the axle gear can be driven, for example, and thereby in particular rotatable about an axle gear rotation axis relative to the housing. By driving the axle gear, the vehicle wheels can be driven.
Das Hybridantriebssystem umfasst des Weiteren ein erstes Schaltelement, welches dazu ausgebildet ist, die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Element zu verbinden. Dies bedeutet, dass mittels des ersten Schaltelements die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Element verbindbar ist. Das erste Schaltelement kann beispielsweise zwischen einem ersten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem ersten Koppelzustand ist mittels des ersten Schaltelements die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Element verbunden. In dem ersten Entkoppelzustand gibt das erste Schaltelement die Kurbelwelle für eine um die Kurbelwellendrehachse beziehungsweise um die Getriebeelementdrehachse und relativ zu dem ersten Element erfolgende Drehung frei, sodass in dem ersten Entkoppelzustand die Kurbelwelle und das erste Element um die Kurbelwellendrehachse beziehungsweise um die Getriebeelementdrehachse relativ zu einander drehbar sind, und sodass insbesondere in dem ersten Entkoppelzustand keine Drehmomente über das erste Schaltelement zwischen der Kurbelwelle und dem ersten Element übertragen werden können. Beispielsweise kann das erste Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen wenigstens einer den ersten Koppelzustand bewirkenden, ersten Koppelstellung und wenigstens einer den ersten Entkoppelzustand bewirkenden, ersten Entkoppelstellung bewegt werden.The hybrid drive system further comprises a first switching element, which is designed to connect the crankshaft to the first element in a rotationally fixed manner. This means that the crankshaft can be connected to the first element in a rotationally fixed manner by means of the first switching element. The first switching element can be switched, for example, between a first coupling state and a first decoupling state. In the first coupling state, the crankshaft is connected to the first element in a rotationally fixed manner by means of the first switching element. In the first decoupling state, the first switching element releases the crankshaft for rotation about the crankshaft axis of rotation or about the gear element rotation axis and relative to the first element, so that in the first decoupling state the crankshaft and the first element about the crankshaft rotation axis or about the gear element rotation axis relative to each other are rotatable, and so that, in particular in the first decoupling state, no torques can be transmitted via the first switching element between the crankshaft and the first element. For example, the first switching element can be moved, in particular relative to the housing and/or translationally, between at least one first coupling position causing the first coupling state and at least one first decoupling position causing the first decoupling state.
Der Rotor der elektrischen Maschine ist derart mit einem der genannten sechs Elemente, insbesondere drehmomentübertragend, ganz insbesondere drehfest, gekoppelt oder koppelbar, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte oder bereitstellbare erste Antriebsdrehmoment an dem einen der genannten sechs Elemente in das Getriebe einleitbar ist. Mit anderen Worten ist der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem einen der genannten sechs Elemente gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor, an dem einen der genannten sechs Elemente in das Getriebe eingeleitet werden können.The rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to one of the six elements mentioned, in particular torque-transmitting, in particular rotationally fixed, in such a way that the respective first drive torque provided or able to be provided by the electric machine via the rotor on the one of the six elements mentioned in the Gear can be initiated. In other words, the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to one of the six elements mentioned in such a way that torques, starting from the electric machine or from the rotor, can be introduced into the transmission at one of the six elements mentioned.
Um nun einen besonders effizienten Betrieb des Hybridantriebssystem sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hybridantriebssystem ein zweites Schaltelement aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse des Hybridantriebssystems zu verbinden. Dies bedeutet, dass mittels des zweiten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist.In order to be able to realize particularly efficient operation of the hybrid drive system as well as particularly advantageous drivability, it is provided according to the invention that the hybrid drive system has a second switching element, which is designed to connect the third element to the housing of the hybrid drive system in a rotationally fixed manner. This means that the third element can be connected to the housing in a rotationally fixed manner by means of the second switching element.
Beispielsweise kann das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Koppelzustand und einem zweiten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem zweiten Koppelzustand ist mittels des zweiten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse verbunden, mithin drehfest an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das dritte Element nicht um die Getriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehen kann. In dem zweiten Entkoppelzustand gibt das zweite Schaltelement das dritte Element für eine um die Getriebeelementdrehachse und relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung frei, sodass in dem zweiten Entkoppelzustand das dritte Element um die Getriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann, und sodass insbesondere in dem zweiten Entkoppelzustand keine Drehmomente über das zweite Schaltelement zwischen dem dritten Element und dem Gehäuse übertragen werden können. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Entkoppelzustand bewirkenden, zweiten Entkoppelstellung bewegt werden.For example, the second switching element can be switched between a second coupling state and a second decoupling state. In the second coupling state, the third element is rotatably connected to the housing by means of the second switching element, and is therefore fixed to the housing in a rotationally fixed manner, so that the third element cannot rotate about the gear element rotation axis relative to the housing. In the second decoupling state, the second switching element releases the third element for rotation about the gear element rotation axis and relative to the housing, so that in the second decoupling state the third element can be rotated about the gear element rotation axis relative to the housing, and so in particular in the second Decoupling state no torques can be transmitted via the second switching element between the third element and the housing. For example, the second switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one second coupling position causing the second coupling state and at least one second decoupling position causing the second decoupling state.
In axialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit beispielsweise entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet, ist die zweite Stirnradstufe auf einer, insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems, von der ersten Stirnradstufe abgewandten Seite des ersten Teilgetriebes angeordnet, sodass insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems betrachtet das erste Teilgetriebe, insbesondere der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz, zwischen den Stirnradstufen angeordnet ist.Viewed in the axial direction of the hybrid drive system and thus, for example, along the respective planetary gear set rotation axis, the second spur gear stage is arranged on a side of the first partial transmission that is remote from the first spur gear stage, in particular in the axial direction of the hybrid drive system, so that in particular in the axial direction In the direction of the hybrid drive system, the first sub-transmission, in particular the first planetary gear set and the second planetary gear set, is arranged between the spur gear stages.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind und sich insbesondere dann, wenn die Bauelemente angetrieben werden, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehen. Mit anderen Worten ist unter „drehfest“ Folgendes zu verstehen: Zwei drehbar gelagerte Elemente sind dann drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass sie sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit insbesondere um die Bauelementdrehachse und relativ zu dem Gehäuse drehen, wenn die Elemente angetrieben werden.In the context of the present disclosure, the feature that two components are connected to one another in a rotationally fixed manner means that the components connected to one another in a rotationally fixed manner are arranged coaxially to one another and, in particular when the components are driven, together or simultaneously around a common component to the components Rotate the component rotation axis at the same angular speed, in particular relative to the housing. In other words, “rotatably fixed” means the following: Two rotatably mounted elements are connected to one another in a rotationally fixed manner when they are arranged coaxially to one another and are connected to one another in such a way that they rotate at the same angular speed, in particular around the component rotation axis and relative to the housing, when the elements are driven.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass die Bauelemente derart miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, wobei dann, wenn die Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, die Bauelemente auch drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.The feature that two components are connected to one another in a torque-transmitting manner is to be understood as meaning that the components are coupled or connected to one another in such a way that torques can be transmitted between the components, whereby when the components are connected to one another in a rotationally fixed manner, the components also transmit torque are connected to each other.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer und somit permanent drehmomentübertragend, das heißt derart miteinander verbunden, dass ein Drehmoment zwischen den Bauelementen übertragen werden kann. Somit ist beispielsweise eines der Bauelemente von dem jeweils anderen Bauelement antreibbar beziehungsweise umgekehrt. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass die Bauelemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehfest miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt und relativ zueinander drehbar sind, sodass keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer mithin permanent drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt.The feature that two components are permanently connected to one another in a torque-transmitting manner means that a switching element is not provided which can be switched between a coupling state that connects the components to one another in a torque-transmitting manner and a decoupling state in which no torques are transmitted between the components via the switching element can be transmitted, but the components are always or always and therefore permanently torque-transmitting, that is to say connected to one another in such a way that a torque can be transmitted between the components. Thus, for example, one of the components can be driven by the other component or vice versa. In particular, the feature that the components are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner means that a switching element is not provided which can be switched between a coupling state that connects the components to one another in a rotationally fixed manner and a decoupling state in which the components are decoupled from one another and relative to one another are rotatable, so that no torques can be transmitted between the components via the switching element, but the components are always or always permanently connected or coupled to one another in a rotationally fixed manner.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehfest oder drehmomentübertragend miteinander verbindbar oder koppelbar sind, ist insbesondere zu verstehen, dass den Bauelementen ein Umschaltelement zugeordnet ist, welches zwischen wenigstens einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand sind die Bauelemente mittels des Umschaltelements drehfest oder drehmomentübertragend miteinander verbunden. In dem Entkoppelzustand sind die Bauelemente voneinander entkoppelt, sodass in dem Entkoppelzustand die Bauelemente relativ zueinander, insbesondere um die Bauelementdrehachse, drehbar sind, und insbesondere, sodass keine Drehmomente über das Umschaltelement zwischen den Bauelementen übertragen werden können.The feature that two components can be connected or coupled to one another in a rotationally fixed or torque-transmitting manner means, in particular, that the components are assigned a switching element which can be switched between at least one coupling state and a decoupling state. In the coupling state, the components are connected to one another in a rotationally fixed or torque-transmitting manner by means of the switching element. In the decoupling state, the components are decoupled from one another, so that in the decoupling state, the components are rotatable relative to one another, in particular about the component rotation axis, and in particular, so that no torques can be transmitted between the components via the switching element.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erster“, „erstes“, „zweiter“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge von Elementen, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Begriffe oder Elemente referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.In the context of the present disclosure, ordinal words referred to as ordinals, such as "first", "first", "second", "second", etc., are not necessarily used to indicate a number or set of elements to which the ordinal words refer. to indicate or imply, but in order to be able to clearly refer to terms or elements to which the ordinal number words are assigned or to which the ordinal number words refer.
Des Weiteren beziehen sich die Begriffe „axial“ und „koaxial“ insbesondere auf die jeweilige Planentenradsatzdrehachse, wobei die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen. Ferner ist unter „axial überlappend“ Folgendes zu verstehen: Zwei Elemente sind axial überlappend, insbesondere zueinander, angeordnet, wenn die Elemente in Bereichen gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind. Beispielsweise existiert bei zwei axial überlappend zueinander angeordneten Elementen zumindest eine radial angeordnete, mithin in radialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit senkrecht zur axialen Richtung des Hybridantriebssystems verlaufende Gerade, die sowohl das eine als auch das andere der axial überlappend zueinander angeordneten Elemente durchdringt oder schneidet.Furthermore, the terms “axial” and “coaxial” refer in particular to the respective planetary gear set rotation axis, whereby the planetary gear set rotation axes coincide. Furthermore, “axially overlapping” is to be understood as meaning the following: Two elements are arranged axially overlapping, in particular with respect to each other, if the elements are arranged in areas of the same axial coordinates. For example, in the case of two elements arranged axially overlapping one another, there is at least one radially arranged straight line, i.e. running in the radial direction of the hybrid drive system and thus perpendicular to the axial direction of the hybrid drive system, which penetrates or intersects both one and the other of the elements arranged axially overlapping one another.
Bei dem Achsgetriebeeingangsrad handelt es sich vorzugsweise um ein Zahnrad, welches beispielsweise, insbesondere permanent, drehfest mit einem auch als Differentialkorb bezeichneten Differentialkäfig des Achsgetriebes verbunden ist.The axle gear input wheel is preferably a gear which is, for example, permanently, non-rotatably connected to a differential cage of the axle gear, also referred to as a differential cage.
Um eine besonders kompakte Bauweise und einen besonders effizienten Betrieb realisieren und somit die Verlustleistung vorteilhaft gering halten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass insgesamt genau zwei Planetenradsätze vorgesehen sind, nämlich der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz.In order to achieve a particularly compact design and particularly efficient operation In order to be able to advantageously keep the power loss low, it is provided in one embodiment of the invention that a total of exactly two planetary gear sets are provided, namely the first planetary gear set and the second planetary gear set.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch ein drittes Schaltelement aus, welches dazu ausgebildet ist, das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem zweiten Element zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des dritten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem zweiten Element verbindbar. Beispielsweise ist das dritte Schaltelement zwischen einem dritten Koppelzustand und einem dritten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem dritten Koppelzustand ist mittels des dritten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem zweiten Element verbunden. In dem dritten Entkoppelzustand gibt das dritte Schaltelement das erste Eingangszahnrad für eine um die erste Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem zweiten Element erfolgende Drehung frei, sodass das erste Eingangszahnrad und das zweite Element in dem dritten Entkoppelzustand um die Getriebeelementdrehachse, mithin um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise kann das dritte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen einer den dritten Koppelzustand bewirkenden, dritten Koppelstellung und wenigstens einer den dritten Entkoppelzustand bewirkenden, dritten Entkoppelstellung bewegt werden. Durch Verwendung des dritten Schaltelements kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit dargestellt werden.A further embodiment is characterized by a third switching element, which is designed to connect the first input gear to the second element in a rotationally fixed manner. In other words, the first input gear can be connected to the second element in a rotationally fixed manner by means of the third switching element. For example, the third switching element can be switched between a third coupling state and a third decoupling state. In the third coupling state, the first input gear is connected to the second element in a rotationally fixed manner by means of the third switching element. In the third decoupling state, the third switching element releases the first input gear for rotation about the first planetary gear set rotation axis and relative to the second element, so that the first input gear and the second element in the third decoupling state about the gear element rotation axis, i.e. about the first planetary gear set rotation axis relative to each other are rotatable. For example, the third switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between a third coupling position causing the third coupling state and at least one third decoupling position causing the third decoupling state. By using the third switching element, advantageous switching and thus drivability can be achieved.
Um einen besonders effizienten Betrieb und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Element drehfest mit dem vierten Element verbunden oder verbindbar ist. Dies bedeutet, dass das zweite Element, insbesondere permanent, drehfest mit dem vierten Element verbunden sein kann. Ferner ist es denkbar, dass ein achtes Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem das zweite Element mit dem vierten Element drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist das achte Schaltelement zwischen einem achten Koppelzustand und einem achten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem achten Koppelzustand ist mittels des achten Schaltelements das zweite Element drehfest mit dem vierten Element verbunden. In dem achten Entkoppelzustand gibt das achte Schaltelement das zweite Element für eine um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem vierten Element erfolgende Drehung frei, sodass in dem achten Entkoppelzustand das zweite Element und das vierte Element um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise kann das achte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den achten Koppelzustand bewirkenden, achten Koppelstellung und wenigstens einer den achten Entkoppelzustand bewirkenden, achten Entkoppelstellung bewegt werden.In order to be able to realize particularly efficient operation and particularly advantageous drivability, a further embodiment of the invention provides that the second element is connected or can be connected in a rotationally fixed manner to the fourth element. This means that the second element can be connected, in particular permanently, to the fourth element in a rotationally fixed manner. Furthermore, it is conceivable that an eighth switching element is provided, by means of which the second element can be connected to the fourth element in a rotationally fixed manner. For example, the eighth switching element can be switched between an eighth coupling state and an eighth decoupling state. In the eighth coupling state, the second element is connected to the fourth element in a rotationally fixed manner by means of the eighth switching element. In the eighth decoupling state, the eighth switching element releases the second element for rotation about the respective planetary gear set rotation axis and relative to the fourth element, so that in the eighth decoupling state, the second element and the fourth element are rotatable relative to each other about the respective planetary gear set rotation axis. For example, the eighth switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one eighth coupling position causing the eighth coupling state and at least one eighth decoupling position causing the eighth decoupling state.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch ein viertes Schaltelement aus, welches dazu ausgebildet ist, das dritte Element drehfest mit dem fünften Element zu verbinden. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit dargestellt werden. Mit anderen Worten ist mittels des vierten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem fünften Element verbindbar. Beispielsweise ist das vierte Schaltelement zwischen einem vierten Koppelzustand und einem vierten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem vierten Koppelzustand ist mittels des vierten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem fünften Element verbunden. In dem vierten Entkoppelzustand gibt das vierte Schaltelement das dritte Element für eine um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem fünften Element erfolgende Drehung frei, sodass in dem vierten Entkoppelzustand das dritte Element und das fünfte Element um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise kann das vierte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den vierten Koppelzustand bewirkenden, vierten Koppelstellung und wenigstens einer den vierten Entkoppelzustand bewirkenden, vierten Entkoppelstellung bewegt werden.A further embodiment is characterized by a fourth switching element, which is designed to connect the third element to the fifth element in a rotationally fixed manner. This makes it possible to achieve particularly advantageous switchability and thus drivability. In other words, the third element can be connected to the fifth element in a rotationally fixed manner by means of the fourth switching element. For example, the fourth switching element can be switched between a fourth coupling state and a fourth decoupling state. In the fourth coupling state, the third element is connected to the fifth element in a rotationally fixed manner by means of the fourth switching element. In the fourth decoupling state, the fourth switching element releases the third element for rotation about the respective planetary gear set rotation axis and relative to the fifth element, so that in the fourth decoupling state the third element and the fifth element are rotatable relative to each other about the respective planetary gear set rotation axis. For example, the fourth switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one fourth coupling position causing the fourth coupling state and at least one fourth decoupling position causing the fourth decoupling state.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Hybridantriebsantriebssystem ein fünftes Schaltelement, welches dazu ausgebildet ist, das fünfte Element drehfest mit dem ersten Element oder mit der Kurbelwelle zu verbinden. Das erste Element und die Kurbelwelle werden zusammenfassend auch als Koppelelemente bezeichnet. Mit anderen Worten kann mittels des fünften Schaltelements das fünfte Element mit dem jeweiligen Koppelelement drehfest verbunden werden. Somit ist es bei einer ersten Variante denkbar, dass mittels des fünften Schaltelements das fünfte Element drehfest mit dem ersten Element verbindbar ist. Bei einer zweiten Variante ist es denkbar, dass mittels des fünften Schaltelements das fünfte Element drehfest mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Beispielsweise kann das fünfte Schaltelement zwischen einem fünften Koppelzustand und einem fünften Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem fünften Koppelzustand ist mittels des fünften Schaltelements das fünfte Element drehfest mit dem jeweiligen Koppelelement verbunden. In dem fünften Entkoppelzustand gibt das fünfte Schaltelement das fünfte Element für eine um die zweite Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem jeweiligen Koppelelement erfolgende Drehung frei, sodass in dem fünften Entkoppelzustand das jeweilige Koppelelement und das fünfte Element um die zweite Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander gedreht werden können. Beispielsweise kann das fünfte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den fünften Koppelzustand bewirkenden, fünften Koppelstellung und wenigstens einer den fünften Entkoppelzustand bewirkenden, fünften Entkoppelstellung bewegt werden. Hierdurch können beispielsweise Gänge des Hybridantriebssystems bedarfsgerecht geschaltet werden, sodass eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden können.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the hybrid drive drive system comprises a fifth switching element, which is designed to connect the fifth element to the first element or to the crankshaft in a rotationally fixed manner. The first element and the crankshaft are collectively also referred to as coupling elements. In other words, the fifth element can be connected to the respective coupling element in a rotationally fixed manner by means of the fifth switching element. Thus, in a first variant, it is conceivable that the fifth element can be connected to the first element in a rotationally fixed manner by means of the fifth switching element. In a second variant, it is conceivable that the fifth element can be connected to the crankshaft in a rotationally fixed manner by means of the fifth switching element. For example, the fifth switching element can be switched between a fifth coupling state and a fifth decoupling state. In the fifth coupling state, the fifth element is connected in a rotationally fixed manner to the respective coupling element by means of the fifth switching element. In the fifth decoupling state, the fifth switching element provides the fifth element for rotation about the second planetary gear set axis of rotation and rotation relative to the respective coupling element is free, so that in the fifth decoupling state the respective coupling element and the fifth element can be rotated relative to one another about the second planetary gear set rotation axis. For example, the fifth switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one fifth coupling position causing the fifth coupling state and at least one fifth decoupling position bringing about the fifth decoupling state. In this way, for example, gears of the hybrid drive system can be switched as needed, so that particularly advantageous shiftability and thus particularly advantageous drivability can be achieved.
Um auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise einen besonders effizienten Betrieb und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, mit dem fünften Element gekoppelt oder koppelbar ist, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem fünften Element beziehungsweise über das fünfte Element in das Getriebe einleitbar ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem fünften Element gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor an dem fünften Element in das Getriebe eingeleitet werden können.In order to be able to realize particularly efficient operation and particularly advantageous drivability in a particularly space- and weight-efficient manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the rotor of the electric machine is coupled to the fifth element in such a way, in particular in a torque-transmitting and, in particular, rotationally fixed manner or can be coupled so that the respective second drive torque, which can be provided or provided by the electric machine via the rotor, can be introduced to the fifth element or into the transmission via the fifth element. In other words, it is preferably provided that the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to the fifth element in such a way that torques can be introduced into the transmission starting from the electric machine or from the rotor on the fifth element.
Um das Hybridantriebssystem besonders bedarfsgerecht schalten und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Hybridantriebssystem ein sechstes Schaltelement aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem ersten Element zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des sechsten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem ersten Element verbindbar. Beispielsweise kann das sechste Schaltelement zwischen einem sechsten Koppelzustand und einem sechsten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem sechsten Koppelzustand ist mittels des sechsten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem ersten Element verbunden. In dem sechsten Entkoppelzustand gibt das sechste Schaltelement das erste Eingangszahnrad für eine um die erste Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem ersten Element erfolgende Drehung frei, sodass in dem sechsten Entkoppelzustand das erste Eingangszahnrad und das erste Element um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise ist das sechste Schaltelement zwischen wenigstens einer den sechsten Koppelzustand bewirkenden, sechsten Koppelstellung und wenigstens einer den sechsten Entkoppelzustand bewirkenden, sechsten Entkoppelstellung bewegbar, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch.In order to be able to switch the hybrid drive system particularly as required and thus achieve particularly advantageous drivability, it is provided in a further embodiment of the invention that the hybrid drive system has a sixth switching element, which is designed to connect the first input gear to the first element in a rotationally fixed manner. In other words, the first input gear can be connected to the first element in a rotationally fixed manner by means of the sixth switching element. For example, the sixth switching element can be switched between a sixth coupling state and a sixth decoupling state. In the sixth coupling state, the first input gear is connected to the first element in a rotationally fixed manner by means of the sixth switching element. In the sixth decoupling state, the sixth switching element releases the first input gear for rotation about the first planetary gear set rotation axis and relative to the first element, so that in the sixth decoupling state, the first input gear and the first element are rotatable relative to each other about the first planetary gear set rotation axis. For example, the sixth switching element is movable between at least one sixth coupling position causing the sixth coupling state and at least one sixth decoupling position causing the sixth decoupling state, in particular relative to the housing and/or translationally.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem ersten Element, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, gekoppelt oder koppelbar ist, dass von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare Drehmomente, mithin das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem ersten Element in das Getriebe einleitbar sind beziehungsweise ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem ersten Element gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor an dem ersten Element in das Getriebe eingeleitet werden können. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauweise sowie ein besonders effizienter Betrieb und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit dargestellt werden.A further embodiment is characterized in that the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to the first element, in particular torque-transmitting and most particularly rotationally fixed, in such a way that torques that can be provided by the electric machine via the rotor, i.e. the respective torque from the electrical Machine via the rotor provided or provided, second drive torque on the first element can be introduced into the transmission or is. In other words, it is preferably provided that the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to the first element in such a way that torques can be introduced into the transmission starting from the electric machine or from the rotor on the first element. This allows a particularly compact design as well as particularly efficient operation and particularly advantageous drivability to be achieved.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und einen besonders effizienten Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem zweiten Element, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, gekoppelt oder koppelbar, das heißt verbunden oder verbindbar ist, dass von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare Drehmomente, mithin das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem zweiten Element in das Getriebe einleitbar sind beziehungsweise ist. Mit anderen Worten ist vorzugsweise der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem zweiten Element gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor, an dem zweiten Element und somit über das zweite Element in das Getriebe eingeleitet werden können.In order to be able to realize particularly advantageous drivability and particularly efficient operation in a particularly space-saving manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled to the second element, in particular in a torque-transmitting manner and, in particular, in a rotationally fixed manner. That is, it is connected or can be connected that torques that can be provided by the electric machine via the rotor, and therefore the respective second drive torque that can be provided or provided by the electric machine via the rotor, can be introduced into the transmission on the second element. In other words, the rotor of the electric machine is preferably coupled or can be coupled to the second element in such a way that torques, starting from the electric machine or from the rotor, can be introduced to the second element and thus into the transmission via the second element.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch ein siebtes Schaltelement aus, welches dazu ausgebildet ist, das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem dritten Element zu verbinden. Somit ist mittels des siebten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem dritten Element verbindbar. Beispielsweise kann das siebte Schaltelement zwischen einem siebten Koppelzustand und einem siebten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem siebten Koppelzustand ist mittels des siebten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem dritten Element verbunden. In dem siebten Entkoppelzustand gibt das siebte Schaltelement das erste Eingangszahnrad für eine um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem dritten Element erfolgende Drehung frei, sodass in dem siebten Entkoppelzustand das erste Eingangszahnrad und das dritte Element um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise kann das siebte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den siebten Koppelzustand bewirkenden, siebten Koppelstellung und wenigstens einer den siebten Entkoppelzustand bewirkenden, siebten Entkoppelstellung bewegt werden.A further embodiment is characterized by a seventh switching element, which is designed to connect the first input gear to the third element in a rotationally fixed manner. The first input gear can thus be connected to the third element in a rotationally fixed manner by means of the seventh switching element. For example, the seventh switching element can switch between a seventh coupling state and one seventh decoupling state can be switched. In the seventh coupling state, the first input gear is connected to the third element in a rotationally fixed manner by means of the seventh switching element. In the seventh decoupling state, the seventh switching element releases the first input gear for rotation about the first planetary gear set rotation axis relative to the third element, so that in the seventh decoupling state, the first input gear and the third element are rotatable relative to each other about the first planetary gear set rotation axis. For example, the seventh switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one seventh coupling position causing the seventh coupling state and at least one seventh decoupling position causing the seventh decoupling state.
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart permanent, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, mit dem ersten Eingangszahnrad gekoppelt, das heißt verbunden ist, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem ersten Eingangszahnrad und somit über das erste Eingangszahnrad in das Getriebe einleitbar ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart permanent mit dem ersten Eingangszahnrad gekoppelt ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor, an dem ersten Eingangszahnrad und somit über das erste Eingangszahnrad in das Getriebe eingeleitet werden können. Hierdurch können auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit des Hybridantriebssystems dargestellt werden.It is preferably provided that the rotor of the electric machine is permanently, in particular torque-transmitting and in particular rotationally fixed, coupled to the first input gear, that is to say is connected, in such a way that the respective second drive torque that can be provided or provided by the electric machine via the rotor on the first input gear and thus can be introduced into the transmission via the first input gear. In other words, it is preferably provided that the rotor of the electric machine is permanently coupled to the first input gear in such a way that torques, starting from the electric machine or from the rotor, are introduced to the first input gear and thus into the transmission via the first input gear can be. In this way, a particularly advantageous switchability and thus drivability of the hybrid drive system can be achieved in a particularly space-saving manner.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Kurbelwelle koaxial zu dem ersten Teilgetriebe angeordnet ist, sodass die Kurbelwellendrehachse mit den Planetenradsatzdrehachsen zusammenfällt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Abtriebszahnrad axial zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem ersten Teilgetriebe angeordnet ist. Insbesondere ist beispielsweise das Abtriebszahnrad axial überlappend zu der Verbrennungskraftmaschine und axial überlappend zu dem ersten Teilgetriebe angeordnet. Dadurch können eine besonders kompakte Bauweise sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und ein effizienter Betrieb des Hybridantriebssystems dargestellt werden.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the crankshaft is arranged coaxially to the first partial transmission, so that the crankshaft rotation axis coincides with the planetary gear set rotation axes. It is preferably provided that the output gear is arranged axially between the internal combustion engine and the first partial transmission. In particular, for example, the output gear is arranged axially overlapping the internal combustion engine and axially overlapping the first partial transmission. This enables a particularly compact design as well as particularly advantageous drivability and efficient operation of the hybrid drive system to be achieved.
Durch die Erfindung kann das Hybridantriebssystem, insbesondere das Getriebe und ganz insbesondere das erste Teilgetriebe, als ein Mehrstufengetriebe auf Basis von gekoppelten Planetenradsätzen, nämlich dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz realisiert werden, insbesondere in achsparalleler Ausführung, wobei die Verlustleistung besonders geringgehalten werden kann. Beispielsweise lassen sich bis zu sechs hybridische und/oder verbrennungsmotorische Vorwärtsgänge, ein verbrennungsmotorischer Rückwärtsgang und wenigstens zwei elektrische Gänge sowie diverse stufenlose Fahrbereiche darstellen. Es kann eine besonders große Spreizung erreicht werden. Vorzugsweise sind die Planetenradsätze als einfache Planetenradsätze ausgebildet. Mindestens eines der Schaltelemente kann als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung, insbesondere mit oder ohne Synchronisiereinheit ausgebildet sein, um dadurch Verluste besonders gering halten zu können. Es können gute Verzahnungswirkungsgrade realisiert werden. Die elektrische Maschine kann koaxial oder seitlich, mithin in einer sogenannten Side-by-Side-Anordnung angeordnet sein. Insbesondere dann, wenn die elektrische Maschine koaxial angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, in der elektrischen Maschine wenigstens eines oder mehrere der Schaltelemente zu platzieren. Weitere Klauenschaltelemente sind denkbar, insbesondere über einen Einsatz der elektrischen Maschine. Ferner können stufenlose Gänge realisiert werden, oder stufenlose Gänge können nicht vorgesehen sein.Through the invention, the hybrid drive system, in particular the transmission and in particular the first sub-transmission, can be implemented as a multi-stage transmission based on coupled planetary gear sets, namely the first planetary gear set and the second planetary gear set, in particular in an axially parallel design, whereby the power loss can be kept particularly low. For example, up to six hybrid and/or internal combustion engine forward gears, one internal combustion engine reverse gear and at least two electric gears as well as various continuously variable driving ranges can be represented. A particularly large spread can be achieved. The planetary gear sets are preferably designed as simple planetary gear sets. At least one of the switching elements can be designed as a positive switching element, in particular as a claw clutch, in particular with or without a synchronization unit, in order to be able to keep losses particularly low. Good gearing efficiencies can be achieved. The electrical machine can be arranged coaxially or laterally, i.e. in a so-called side-by-side arrangement. In particular when the electrical machine is arranged coaxially, it is possible to place at least one or more of the switching elements in the electrical machine. Further claw switching elements are conceivable, in particular through the use of the electric machine. Furthermore, stepless gears can be realized, or stepless gears can not be provided.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of to abandon invention.
Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Hybridantriebssystems für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen; -
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Hybridantriebssystems; -
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Hybridantriebssystems; -
4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des Hybridantriebssystems.
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1 a schematic representation of a first embodiment of a hybrid drive system for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle; -
2 a schematic representation of a second embodiment of the hybrid drive system; -
3 a schematic representation of a third embodiment of the hybrid drive system; -
4 a schematic representation of a fourth embodiment of the hybrid drive system.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Das Hybridantriebssystem 10 weist außerdem eine elektrische Maschine 26 auf, welche einen Stator 28 und einen Rotor 30 aufweist. Der Rotor 30 ist mittels des Stators 28 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 32 relativ zu dem Stator 28 drehbar. Bei der ersten Ausführungsform sind die elektrische Maschine 26 und die Verbrennungskraftmaschine 16 koaxial zueinander angeordnet, sodass die Kurbelwellendrehachse 24 und die Maschinendrehachse 32 zusammenfallen. Über ihren Rotor 30 kann die elektrische Maschine 26 zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 12 und 14 und somit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das jeweilige Antriebsdrehmoment wird auch als Drehmoment bezeichnet oder ist ein jeweiliges Drehmoment.The
Die die Fahrzeugräder 12 und 14 aufweisende Fahrzeugachse ist in
Das Hybridantriebssystem 10 weist außerdem ein zusätzlich zu dem Achsgetriebe 36 vorgesehenes Getriebe 44 auf, welches ein erstes Teilgetriebe 46 und ein zweites Teilgetriebe 48 umfasst. Das erste Teilgetriebe 46 weist einen ersten Planetenradsatz 50 auf, welcher ein erstes Sonnenrad 52, einen ersten Planetenträger 54 und ein erstes Hohlrad 56 aufweist. Das Sonnenrad 52 wird auch als erstes Element bezeichnet, der Planetenträger 54 wird auch als zweites Element bezeichnet und das Hohlrad 56 wird auch als drittes Element bezeichnet. Mit anderen Worten ist bei der in
Das erste Teilgetriebe 46 weist außerdem einen zweiten Planetenradsatz 58 auf, welcher ein zweites Sonnenrad 60, einen zweiten Planetenträger 62 und ein zweites Hohlrad 64 aufweist. Bei der ersten Ausführungsform ist das Sonnenrad 60 ein viertes Element, der Planetenträger 62 ein fünftes Element und das Hohlrad 64 ein sechstes Element. Allgemein ausgedrückt sind das Sonnenrad 60, der Planetenträger 62 und das Hohlrad 64 Planetengetriebeelemente des Planetenradsatzes 58, wobei ein erstes der Planetengetriebeelemente das vierte Element, ein zweites der Planetengetriebeelemente das fünfte Elemente und ein drittes der Planetengetriebeelemente das sechste Element ist. Es ist erkennbar, dass die Planetenradsätze 50 und 58 koaxial zueinander angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Element nicht drehfest mit dem Gehäuse 38 verbunden ist, ist das jeweilige Element um eine Planetenradsatzdrehachse 66 relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Vorliegend sind die Planetenradsätze 50 und 58 koaxial zur Verbrennungskraftmaschine 16 und koaxial zur elektrischen Maschine 26 angeordnet.The first
Der erste Planetenradsatz 50 weist wenigstens ein erstes Planetenrad 68 auf, welches mit dem ersten Sonnenrad 52 und mit dem ersten Hohlrad 56, insbesondere gleichzeitig, kämmt. Das Planetenrad 68 ist drehbar an dem ersten Planetenträger 54 gehalten. Der zweite Planetenradsatz 58 weist wenigstens ein zweites Planetenrad 70 auf, welches, insbesondere gleichzeitig, mit dem zweiten Sonnenrad 60 und mit dem zweiten Hohlrad 64 kämmt. Das Planetenrad 70 ist drehbar an dem Planetenträger 62 gehalten. Es ist erkennbar, dass die Planetenradsätze 50 und 58 nicht gestapelt sind, sondern die Planetenradsätze 50 und 58 folgen in axialer Richtung des jeweiligen Planetenradsatzes 50, 58 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse 66 betrachtet vollständig aufeinander.The first planetary gear set 50 has at least one first
Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine Abtriebswelle 72 auf, welche um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar ist. Die Kurbelwellendrehachse 24, die Maschinendrehachse 32 und die Planetenradsatzdrehachse 66 werden zusammenfassend auch als Drehachsen bezeichnet, da sie vorliegend zusammenfallen. Die Abtriebswellendrehachse verläuft parallel zu der Drehachse und ist von der Drehachse beabstandet. Die Achsgetriebedrehachse verläuft parallel zu der Drehachse und ist von der Drehachse beabstandet. Die Achsgetriebedrehachse verläuft parallel zur Abtriebswellendrehachse und ist von der Abtriebswellendrehachse beabstandet und umgekehrt. Beispielsweise kann das Getriebe 44, insbesondere das zweite Teilgetriebe 48, das jeweilige Eingangsdrehmoment über die Abtriebswelle 72 bereitstellen.The second
Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine erste Stirnradstufe 74 auf, welche ein erstes Eingangszahnrad 76 als erstes Stirnrad und ein erstes Ausgangszahnrad 78 als zweites Stirnrad aufweist. Das erste Stirnrad und das zweite Stirnrad kämmen direkt miteinander, das heißt stehen direkt in Eingriff miteinander. Das Ausgangszahnrad 78 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei die Abtriebswelle 72 von dem Ausgangszahnrad 78 antreibbar ist. Vorliegend ist das Ausgangszahnrad 78, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Bei der ersten Ausführungsform ist das erste Eingangszahnrad 76 mit dem zweiten Element, mithin mit dem ersten Planetenträger 54 drehfest verbindbar.The second
Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine zweite Stirnradstufe 80 auf, welche ein zweites Eingangszahnrad 82 und ein zweites Ausgangszahnrad 84 aufweist. Das zweite Eingangszahnrad 82 ist ein drittes Stirnrad und das zweite Ausgangszahnrad 84 ist ein viertes Stirnrad. Das dritte Stirnrad und das vierte Stirnrad stehen direkt in Eingriff miteinander, mithin kämmen direkt miteinander. Das Ausgangszahnrad 84 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei die Abtriebswelle 72 von dem Ausgangszahnrad 84 antreibbar ist. Bei der in
Das zweite Eingangszahnrad 82 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem sechsten Element, mithin mit dem Hohlrad 64 verbunden. Das zweite Eingangszahnrad 82 ist koaxial zu dem ersten Eingangszahnrad 76 angeordnet.The
Vorgesehen ist auch ein Abtriebszahnrad 86, welches beispielsweise als ein fünftes Stirnrad ausgebildet ist. Das Abtriebszahnrad 86 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei das Abtriebszahnrad 86 von der Abtriebswelle 72 antreibbar ist. Bei der in
Das Abtriebszahnrad 86 kämmt permanent mit einem Achsgetriebeeingangsrad 88 des Achsgetriebes 36, dessen Achsgetriebeeingangsrad 88 als weiteres Zahnrad, insbesondere sechstes Stirnrad, ausgebildet sein kann. Das Achsgetriebeeingangsrad 88 wird auch als Getrieberad oder Zahnrad bezeichnet. Es ist erkennbar, dass das Getrieberad drehfest mit einem Gehäuseelement 90 des Achsgetriebes 36 verbunden oder verbindbar ist. Bei der ersten Ausführungsform ist das Achsgetriebeeingangsrad 88 permanent drehfest mit dem Gehäuseelement 90 verbunden. Das Gehäuseelement 90 ist ein auch als Differentialkorb bezeichneter Differentialkäfig, welcher, wie auch das Achsgetriebeeingangsrad 88 um die Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar ist.The
Bei der ersten Ausführungsform umfasst das Achsgetriebe 36 Ausgleichszahnräder 92, welche um eine gemeinsame, senkrecht zur Achsgetriebedrehachse verlaufende Ausgleichdrehachse relativ zu dem Gehäuseelement 90 drehbar an dem Gehäuseelement 90 gehalten sind. Des Weiteren umfasst das Achsgetriebe 36 Abtriebszahnräder 94, welche um die Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 und beispielsweise auch relativ zu dem Gehäuseelement 90 so wie beispielsweise relativ zu einander drehbar sind. Beispielsweise ist eine erste Seitenwelle von einem ersten der Abtriebszahnräder 94 antreibbar, insbesondere dadurch, dass das erste der Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden ist. Beispielsweise kann das Fahrzeugrad 12 von der ersten Seitenwelle angetrieben werden. Beispielsweise ist eine zweite Seitenwelle von einem zweiten der Abtriebszahnräder 94 antreibbar, insbesondere dadurch, dass das zweite der Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden ist. Beispielsweise kann die zweite Seitenwelle das Fahrzeugrad 14 antreiben. Es ist erkennbar, dass die Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, mit den Ausgleichszahnrädern 92 kämmen. Bei dem in
Das Hybridantriebssystem 10 weist ein erstes Schaltelement S1 auf, mittels welchem die Kurbelwelle 22 drehfest mit dem ersten Element, mithin mit dem ersten Sonnenrad 52 verbindbar ist. Des Weiteren ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Rotor 30 der elektrischen Maschine 26 permanent drehmomentübertragend, insbesondere permanent drehfest, mit dem fünften Element, mithin mit dem zweiten Planetenträger 62 gekoppelt, das heißt verbunden ist, sodass das jeweilige, von der elektrischen Maschine 26 über ihren Rotor 30 bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem fünften Element und über das fünfte Element in das Getriebe 44, insbesondere in das erste Teilgetriebe 46, einleitbar ist.The
Um eine besonders kompakte Bauweise sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und einen besonders effizienten Betrieb des Hybridantriebssystems 10 realisieren zu können, ist außerdem ein zweites Schaltelement S2 vorgesehen, mittels welchem das dritte Element, mithin das erste Hohlrad 56 drehfest mit dem Gehäuse 38 des Hybridantriebssystems 10 verbindbar ist. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse 66 betrachtet die zweite Stirnradstufe 80 auf einer insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 von der ersten Stirnradstufe 74 abgewandten Seite SE1 des ersten Teilgetriebes 46, insbesondere des zweiten Planetenradsatzes 58, angeordnet ist. Außerdem ist in axialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse 66 betrachtet die erste Stirnradstufe 74 auf einer in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 von der zweiten Stirnradstufe 80 und von der auch als erste Seite bezeichneten Seiten SE1 abgewandten, zweiten Seite SE2 des ersten Teilgetriebes 46, insbesondere des ersten Planetenradsatzes 50, angeordnet. In order to be able to realize a particularly compact design as well as a particularly advantageous drivability and a particularly efficient operation of the
Insgesamt sind genau zwei Planetenradsätze vorgesehen, nämlich der erste Planetenradsatz 50 und der zweite Planetenradsatz 58. Die Planetenradsätze 50 und 58 sind als einfach Planetensätze, mithin als einfach Planetenradsätze ausgebildet.In total, exactly two planetary gear sets are provided, namely the first planetary gear set 50 and the second planetary gear set 58. The planetary gear sets 50 and 58 are designed as simple planetary gear sets, therefore as simple planetary gear sets.
Bei der ersten Ausführungsform weist das Hybridantriebssystem 10 ein drittes Schaltelement S3 auf, mittels welchem das erste Eingangszahnrad 76 drehfest mit dem zweiten Element, mithin mit dem ersten Planetenträger 54 verbindbar ist. Des Weiteren ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass das zweite Element (erster Planetenträger 54) drehfest mit dem vierten Element, mithin mit dem zweiten Sonnenrad 60 verbindbar ist. Hierfür ist bei der ersten Ausführungsform ein achtes Schaltelement S8 vorgesehen, mittels welchem der Planetenträger 54 drehfest mit dem Sonnenrad 60 verbindbar ist.In the first embodiment, the
Vorgesehen ist des Weiteren ein viertes Schaltelement S4 mittels welchem das erste Hohlrad 56 drehfest mit dem Planetenträger 62 (fünftes Element) verbindbar ist. Vorgesehen ist auch ein fünftes Schaltelement S5, mittels welchem das fünfte Element (zweiter Planetenträger 62) drehfest mit dem ersten Element (Sonnenrad 52) verbindbar ist. Bei der ersten Ausführungsform ist mittels des fünften Schaltelements S5 der Planetenträger 62 auch drehfest mit der Kurbelwelle 22 verbindbar, insbesondere über das erste Schaltelement S1 und somit dann, wenn mittels des Schaltelements S1 die Kurbelwelle 22 drehfest mit dem Sonnenrad 52 verbunden ist.A fourth switching element S4 is also provided, by means of which the
Bei der ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 26, insbesondere der Rotor 30, koaxial zu den Planetenradsätzen 50 und 58 angeordnet, sodass die Maschinendrehachse 32 mit der Planetenradsatzdrehachse 66 zusammenfällt.In the first embodiment, the
Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise die elektrische Maschine 26 derart angeordnet, dass die Maschinendrehachse 32 parallel zur Planetenradsatzdrehachse 66 verläuft und von der Planetenradsatzdrehachse 66 beabstandet ist. Hierbei ist beispielsweise eine dritte Stirnradstufe vorgesehen, welche ein drittes Eingangszahnrad und ein drittes Ausgangszahnrad aufweist. Das dritte Eingangszahnrad und das dritte Ausgangszahnrad sind dabei Stirnräder. Beispielsweise ist das dritte Eingangszahnrad drehfest mit dem Rotor 30 verbunden oder verbindbar, wobei beispielsweise das dritte Eingangszahnrad permanent drehfest mit dem Rotor 30 verbunden sein kann. Somit ist beispielsweise das dritte Eingangszahnrad um die Maschinendrehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar. Das dritte Ausgangszahnrad ist beispielsweise koaxial zu dem Planetenradsätzen 50 und 58 angeordnet und somit um die Planetenradsatzdrehachse 66 relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das dritte Eingangszahnrad, insbesondere permanent, mit dem dritten Ausgangszahnrad kämmt. Beispielsweise ist das dritte Ausgangszahnrad drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit einem der genannten sechs Elemente, insbesondere mit dem fünften Element, verbindbar oder verbunden. Insbesondere ist es denkbar, dass das dritte Ausgangszahnrad, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem einen der sechs Elemente, insbesondere mit dem fünften Element, gekoppelt ist. Somit ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 26, insbesondere der Rotor 30, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem einen der sechs Elemente, insbesondere mit dem fünften Element, verbunden oder verbindbar ist, wobei es insbesondere denkbar ist, dass der Rotor 30 und somit die elektrische Maschine 26, insbesondere über die Stirnradstufe, permanent drehmomentübertragend mit dem einen der sechs Elemente, insbesondere dem fünften Element, gekoppelt, das heißt verbunden sind.In an embodiment not shown in the figures, for example, the
Bei der in
Bei einer auch als dritte Ausführungsform der bezeichneten, in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform ist es denkbar, dass, insbesondere unter Entfall des Schaltelements S6, ein insbesondere anstelle des Schaltelements S6 vorgesehenes Verblockungsschaltelement vorgesehen ist, mittels welchem beispielsweise das zweite Element drehfest mit dem ersten Element verbindbar ist.In a third embodiment of the embodiment not shown in the figures, it is conceivable that, in particular if the switching element S6 is omitted, an interlocking switching element is provided, in particular instead of the switching element S6, by means of which, for example, the second element is rotationally fixed with the first element is connectable.
Bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsform ist die Kurbelwelle 22 koaxial zu dem ersten Teilgetriebe 46 angeordnet, wobei das Abtriebszahnrad 86 axial zwischen der Verbrennungskraftmaschine 16 und dem ersten Teilgetriebe 46 angeordnet ist. In the first, second, third and fourth embodiments, the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- HybridantriebssystemHybrid drive system
- 1212
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1414
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1616
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1818
- MotorblockEngine block
- 2020
- Zylindercylinder
- 2222
- Kurbelwellecrankshaft
- 2424
- KurbelwellendrehachseCrankshaft rotation axis
- 2626
- elektrische Maschineelectric machine
- 2828
- Statorstator
- 3030
- Rotorrotor
- 3232
- MaschinendrehachseMachine rotation axis
- 3434
- FahrzeugachseVehicle axle
- 3636
- AchsgetriebeAxle gear
- 3838
- GehäuseHousing
- 4040
- PfeilArrow
- 4242
- PfeilArrow
- 4444
- Getriebetransmission
- 4646
- erstes Teilgetriebefirst partial transmission
- 4848
- zweites Teilgetriebesecond partial transmission
- 5050
- erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
- 5252
- erstes Sonnenradfirst sun wheel
- 5454
- erster Planetenträgerfirst planetary carrier
- 5656
- erstes Hohlradfirst ring gear
- 5858
- zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
- 6060
- zweites Sonnenradsecond sun wheel
- 6262
- zweiter Planetenträgersecond planet carrier
- 6464
- zweites Hohlradsecond ring gear
- 6666
- PlanetenradsatzdrehachsePlanetary gear set rotation axis
- 6868
- erstes Hohlradfirst ring gear
- 7070
- zweites Hohlradsecond ring gear
- 7272
- Abtriebswelleoutput shaft
- 7474
- erste Stirnradstufefirst spur gear stage
- 7676
- erstes Eingangszahnradfirst input gear
- 7878
- erstes Ausgangszahnradfirst output gear
- 8080
- zweite Stirnradstufesecond spur gear stage
- 8282
- zweites Eingangszahnradsecond input gear
- 8484
- zweites Ausgangszahnradsecond output gear
- 8686
- Abtriebszahnradoutput gear
- 8888
- AchsgetriebeeingangsradAxle gear input gear
- 9090
- GehäuseelementHousing element
- 9292
- AusgleichszahnradBalance gear
- 9494
- Abtriebszahnradoutput gear
- 9696
- dritte Stirnradstufethird spur gear stage
- 9898
- drittes Eingangszahnradthird input gear
- 100100
- drittes Ausgangszahnradthird output gear
- S1S1
- erstes Schaltelementfirst switching element
- S2S2
- zweites Schaltelementsecond switching element
- S3S3
- drittes Schaltelementthird switching element
- S4S4
- viertes Schaltelementfourth switching element
- S5S5
- fünftes Schaltelementfifth switching element
- S6S6
- sechstes Schaltelementsixth switching element
- S7S7
- siebtes Schaltelementseventh switching element
- S8S8
- achtes Schaltelementeighth switching element
- SE1SE1
- SeitePage
- SE2SE2
- SeitePage
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102017006082 A1 [0002]DE 102017006082 A1 [0002]
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2022
- 2022-09-01 DE DE102022003205.8A patent/DE102022003205A1/en active Pending
-
2023
- 2023-08-14 WO PCT/EP2023/072394 patent/WO2024046749A1/en unknown
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Also Published As
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