DE102022126796A1 - Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Sebastian Liebert
Ulrich Ohnemus
Fritz Pobitzer
Edmund Bauchrowitz
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hybridantriebseinrichtung (1) und ein die Hybridantriebseinrichtung (1) aufweisendes Kraftfahrzeug. Eine Hybridgetriebeeinheit (2) der Hybridantriebseinrichtung (1) umfasst ein Planetengetriebe (7), wobei drehfest miteinander verbunden sind: das Hohlrad (8) und eine Kurbelwelle (4) einer ersten Antriebsmaschine (VKM); das Sonnenrad (9) und eine Rotorwelle (5) einer zweiten Antriebsmaschine (EMA); ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad (11) und der Planetenradträger (10). Eine Schalteinheit (13) ist zwischen einer ersten Schaltstellung, in welcher das Hohlrad (8) und der Planetenradträger (10) drehfest miteinander verbunden sind, einer Neutralstellung, in welcher das Hohlrad (8) und der Planetenradträger (10) voneinander entkoppelt sind, und einer zweiten Schaltstellung, in welcher das Hohlrad (8) und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad (12) drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar. Eine Abtriebswelle (16) umfasst einen ersten Abtriebswellenabschnitt (16a), auf welchem drehfest ein mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad (11) kämmendes, erstes Abtriebseinheitantriebsrad (17) sitzt, und einen zweiten Abtriebswellenabschnitt (16b), auf welchem drehfest ein Finaldrive-Abtriebsrad (19) und ein mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad (12) kämmendes, zweites Abtriebseinheitantriebsrad (18) sitzen. Ein drittes Schaltelement (SE3) ist zwischen einer ersten Schaltstellung, in welcher der erste Abtriebswellenabschnitt (16a) und der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) drehfest miteinander verbunden sind, und einer zweiten Schaltstellung, in welcher die Abtriebswellenabschnitte (16a, 16b) voneinander entkoppelt sind, verstellbar.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug, das die Hybridantriebseinrichtung aufweist. Heutzutage ist es bekannt, ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Hybridantrieb als Antriebseinheit auszurüsten. Ein Hybridantrieb weist zwei unterschiedliche Antriebsmaschinentypen auf, nämlich eine Verbrennungskraftmaschine und einen elektromechanischen Energiewandler bzw. eine elektrische Maschine, welche gemeinhin als Elektromotor bezeichnet wird. Es können beim Hybridantrieb neben der Verbrennungskraftmaschine zwei oder mehr elektrische Maschinen vorgesehen sein. Mittels eines Hybridgetriebes (DHT: Dedicated Hybrid Transmission - dediziertes Hybridgetriebe) sind die Antriebsmaschinen zur alleinigen oder gemeinsamen Leistungsabgabe miteinander gekoppelt oder koppelbar.
  • Aus der DE 10 2017 117 336 A1 ist eine herkömmliche Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Eine Hybridgetriebeeinrichtung, die zum einen mit einer Verbrennungskraftmaschine und zum anderen mit zwei elektrischen Maschinen gekoppelt oder koppelbar ist, ist zum Beispiel aus der DE 10 2019 129 093 A1 bekannt. Weiter offenbart die EP 0 769 404 A1 ein Hybridantriebssystem mit einem elektrischen Motor und einer Verbrennungskraftmaschine sowie mit einer automatischen Getriebeeinrichtung. Mittels einer Summierungseinrichtung dieses herkömmlichen Hybridantriebssystems werden eine Abtriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine und eine Abtriebsleistung des elektrischen Motors summiert und die summierte Leistung an die automatische Getriebeeinrichtung weitergegeben.
  • Mittels der herkömmlichen Konzepte können jedoch Leistungsanforderungen entweder aufgrund von Bauraumrestriktionen oder zu geringem Zugkraftangebot nicht erfüllen. Insbesondere hat es sich als höchstproblematisch herausgestellt, mittels herkömmlicher DHT-Getriebe ein Achsantriebsdrehmoment von mehr als 4000 Nm bereitzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, um mittels einer besonders vielseitig und flexibel einsetzbaren Hybridantriebseinrichtung ein besonders hohes Antriebsdrehmoment bereitstellen zu können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind kategorie- und ausführungsformübergreifend zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Zudem wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das die Hybridantriebseinrichtung aufweist. Das bedeutet, in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Hybridantriebseinrichtung bildet diese einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handelt, ist teilelektrisch antreibbar/fortbewegbar, was bedeutet, dass es sich beim Kraftfahrzeug um ein Hybridkraftfahrzeug handelt.
  • Für die gesamte Beschreibung gilt, dass der Ausdruck „drehfest gekoppelt“ oder „drehfest verbunden“ oder dergleichen ein direktes Kämmen (Zahn in Zahn) von korrespondierenden Zahnkränzen sowie ein indirektes Kämmen (zum Beispiel über einen Zahnriemen, eine Zahnkette oder ein sonstiges endloses Zugmittel) der beiden korrespondierenden Zahnkränze umfasst. Es ist somit unter „drehfest gekoppelt“ bzw. „drehfest verbunden“ etc. nicht zwingend eine direkte bzw. unmittelbare kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden beschriebenen Elementen zu verstehen, sondern dass eine freie Relativdrehung zwischen den beiden Elementen gesperrt ist.
  • Die Hybridantriebseinrichtung weist zwei Antriebsmaschinen auf, nämlich eine erste Antriebsmaschine, die als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt ist, und eine zweite Antriebsmaschine, die als ein elektromechanischer Wandler bzw. als elektrische Maschine ausgeführt ist. Zudem weist die Hybridantriebseinrichtung eine als DHT-Getriebe ausgeführte Hybridgetriebeeinheit auf. Die erste Antriebsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine weist eine Kurbelwelle auf, dessen proximaler Kurbelwellenabschnitt mit Hubzapfen der Kurbelwelle verbunden ist. Über einen distalen Kurbelwellenabschnitt der Kurbelwelle stellt die Verbrennungskraftmaschine in deren befeuerten Betrieb ein Verbrennungskraftmaschinendrehmoment bereit. Hierzu sind die Kurbelwellenabschnitte miteinander zur Drehmomentübertragung verbunden. Die zweite Antriebsmaschine weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor mit einer Rotorwelle drehfest verbunden ist. Über den Rotor stellt die zweite Antriebsmaschine im motorischen Betrieb ein Elektromaschinendrehmoment bereit.
  • Die Hybridgetriebeeinheit umfasst ein Planetenradgetriebe, dessen Hohlrad und der distale Kurbelwellenabschnitt der ersten Antriebsmaschine zur Leistungsübertragung (Drehzahl und Drehmoment) vom distalen Kurbelwellenabschnitt zum Hohlrad miteinander verbunden sind. Ein Sonnenrad des Planetengetriebes und eine Rotorwelle der zweiten Antriebsmaschine sind drehfest miteinander verbunden. Weiter weist die Hybridgetriebeeinheit ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad und ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad auf, die unterschiedlich sind, zum Beispiel sich hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder hinsichtlich ihrer Zähnezahl unterscheiden. Dabei sind ein Planetenradträger des Planetengetriebes und das erste Hybridgetriebeabtriebsrad drehfest miteinander verbunden. Am Planetenradträger ist ein Planetenradsatz drehbar gelagert, wobei ein jeweiliges Planetenrad des Planetenradsatzes zum einen mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes kämmt und zum anderen mit dem Hohlrad des Planetengetriebes kämmt. Das Planetengetriebe kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Eine Schalteinheit der Hybridantriebseinrichtung weist ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement auf, wobei die Schalteinheit durch Verstellen der Schaltelemente selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung, einer Neutralstellung und einer zweiten Schaltstellung verstellbar ist. In der ersten Schaltstellung sind das Hohlrad und der Planetenradträger drehfest miteinander verbunden. In der Neutralstellung sind das Hohlrad und der Planetenradträger voneinander entkoppelt. Das Hohlrad und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad sind in der zweiten Schaltstellung drehfest miteinander verbunden.
  • Überdies weist die Hybridantriebseinrichtung eine Abtriebseinheit auf, deren Abtriebswelle aus einen ersten Abtriebswellenabschnitt und einen zweiten Abtriebswellenabschnitt gebildet ist. Ein Finaldrive-Abtriebsrad der Abtriebseinheit sitzt drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt. Auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt sitzt drehfest ein mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, erstes Abtriebseinheitantriebsrad der Abtriebseinheit. Ferner weist die Abtriebseinheit ein zweites Abtriebseinheitantriebsrad auf, das mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad direkt oder indirekt kämmt. Gemäß einer ersten Option sitzt das zweite Abtriebseinheitantriebsrad drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt. In einer zu der ersten Option alternativen, zweiten Option sitzt das zweite Abtriebseinheitantriebsrad drehfest auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt. Jedenfalls sind der erste und der zweite Abtriebswellenabschnitt mittels des dritten Schaltelements selektiv koppelbar und koppelbar. Insbesondere sind der erste und der zweite Abtriebswellenabschnitt entlang einer gemeinsamen Abtriebseinheithauptachse angeordnet.
  • Ein drittes Schaltelement der Hybridantriebseinrichtung ist selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung verstellbar. In der ersten Schaltstellung sind der erste Abtriebswellenabschnitt und der zweite Abtriebswellenabschnitt drehfest miteinander verbunden, wohingegen in der zweiten Schaltstellung die Abtriebswellenabschnitte voneinander entkoppelt sind.
  • Die Hybridantriebseinrichtung ist besonders kompakt, das heißt bauraumeffizient ausgebildet. Zudem kann durch Anschließen einer Abtriebswelle einer weiteren Antriebsmaschine an die Abtriebswelle besonders einfach, insbesondere in Modulbauweise, die Hybridantriebseinrichtung zu einer Allrad-Hybridantriebseinrichtung für einen achsverteilten Allradantrieb weitergebildet werden. Weiter vorteilhaft ist es bei der vorliegenden Hybridantriebseinrichtung, dass ein Achsantriebsdrehmoment von 4000 Nm (Newtonmeter) und mehr übertragen werden kann, das mit herkömmlichen Hybridantrieben nicht erreicht werden kann.
  • In einer möglichen Weiterbildung weist die Hybridantriebseinrichtung eine als elektrische Maschine ausgeführte, dritte Antriebsmaschine sowie ein viertes Schaltelement auf, das selektiv zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung verstellbar ist. In der ersten Schaltstellung des vierten Schaltelements sind ein mit der Rotorwelle der dritten Antriebsmaschine drehfest verbundener, dritter Abtriebswellenabschnitt der Abtriebswelle und der zweite Abtriebswellenabschnitt drehfest miteinander verbunden. Dahingegen sind in der zweiten Schaltstellung des vierten Schaltelements der dritte Abtriebswellenabschnitt und der zweite Abtriebswellenabschnitt voneinander entkoppelt. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Abtriebswelle also drei Abtriebswellenabschnitte auf, wobei zwischen dem ersten Abtriebswellenabschnitt und dem dritten Abtriebswellenabschnitt der zweite Abtriebswellenabschnitt angeordnet ist. Dabei sind der zweite und der dritte Abtriebswellenabschnitt mittels des vierten Schaltelements selektiv koppelbar und koppelbar. Der erste, der zweite und der dritte Abtriebswellenabschnitt sind insbesondere entlang der gemeinsamen Abtriebseinheithauptachse angeordnet. Aufgrund der dritten Antriebsmaschine ist durch die Hybridantriebseinrichtung eine Allrad-Hybridantriebseinrichtung für einen achsverteilten Allradantrieb dargestellt.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Hybridantriebseinrichtung ein fünftes Schaltelement auf, mittels dessen ein proximaler Kurbelwellenabschnitt und der distale Kurbelwellenabschnitt miteinander verbunden sind. Das fünfte Schaltelement ist zwischen einer Freilaufschaltstellung, in der das fünfte Schaltelement als ein drehrichtungsabhängiger Freilauf fungiert, und einer Kopplungsschaltstellung, in der das fünfte Schaltelement als eine drehfeste Verbindung zwischen dem proximalen Kurbelwellenabschnitt und dem distalen Kurbelwellenabschnitt fungiert, verstellbar. In der Freilaufschaltstellung ist ein Überholen einer Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts mit einer gleichsinnigen Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts freigegeben, wobei ein Überholen einer Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts mit einer gleichsinnigen Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts gesperrt ist. Sobald also der proximale Kurbelwellenabschnitt schneller dreht als der distale Kurbelwellenabschnitt, wird der distale Kurbelwellenabschnitt mittels des proximalen Kurbelwellenabschnitts angetrieben. Ist das Gegenteil der Fall, dreht also der distale Kurbelwellenabschnitt schneller als der proximale Kurbelwellenabschnitt, wird der proximale Kurbelwellenabschnitt nicht mittels des distalen Kurbelwellenabschnitts angetrieben, da aufgrund der Freilauffunktion das Überholen ermöglicht ist. So ist es wirksam verhindert, dass die erste Antriebsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine mittels einer oder beider der elektrischen Antriebsmaschinen in unerwünschter Weise angetrieben wird. In der Kopplungsstellung sind die Kurbelwellenabschnitte drehfest miteinander verbunden, was zum Beispiel für eine Motorstartfunktion genutzt werden kann.
  • Die Hybridantriebseinrichtung weist in weiterer möglicher Ausgestaltung eine erste Eingangsgetriebestufe und/oder eine zweite Eingangsgetriebestufe auf. Alternativ oder zusätzlich und sofern die Hybridantriebseinrichtung die dritte Antriebsmaschine aufweist, kann die Hybridantriebseinrichtung eine dritte Eingangsgetriebestufe aufweisen. Ein erstes Antriebsrad der ersten Eingangsgetriebestufe und der distale Kurbelwellenabschnitt sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein mit dem ersten Antriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, erstes Abtriebsrad der ersten Eingangsgetriebestufe und der Planetenradträger drehfest miteinander verbunden sind. Ein zweites Antriebsrad der zweiten Eingangsgetriebestufe und die Rotorwelle der zweiten Antriebsmaschine sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein mit dem zweiten Antriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, zweites Abtriebsrad der zweiten Eingangsgetriebestufe und das Sonnenrad drehfest miteinander verbunden sind. Für die dritte Eingangsgetriebestufe gilt, dass deren drittes Antriebsrad und die Rotorwelle der dritten Antriebsmaschine drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem dritten Antriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, drittes Abtriebsrad der dritten Eingangsgetriebestufe und der dritte Abtriebswellenabschnitt drehfest miteinander verbunden sind. Durch eine jeweilige Übersetzung, die durch das entsprechende Eingangsgetriebe zwischen der entsprechenden Antriebsmaschine und der Hybridgetriebeeinheit dargestellt wird, werden die Drehzahlen, die mittels der entsprechenden Antriebsmaschine bereitgestellt werden, an konstruktive Anforderungen der Hybridgetriebeeinheit angepasst.
  • Einer weiteren möglichen Ausführungsform der Hybridantriebseinrichtung weist sie ein Parksperrschaltelement auf, das selektiv zwischen einer Neutralstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt und ein Gehäuse der Hybridantriebseinrichtung voneinander entkoppelt sind, und einer Parksperrstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt und das Gehäuse drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist. So ist auf vorteilhafte Weise aufwandsarm eine getriebeintegrierte Parksperrfunktion realisiert.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung weist der zweite Abtriebswellenabschnitt eine erste Abschnittswelle und eine zweite Abschnittswelle auf, die insbesondere entlang der gemeinsamen Abtriebseinheithauptachse angeordnet sind. Dabei sitzt das das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad drehfest auf der ersten Abschnittswelle, wohingegen auf der zweiten Abschnittswelle das Finaldrive-Abtriebsrad drehfest sitzt. Des Weiteren weist die Hybridantriebseinrichtung in dieser Ausführungsform einen Quertrieb auf, dessen Querantriebsrad und die erste Abschnittswelle drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem Querantriebsrad direkt oder indirekt kämmendes Querabtriebsrad des Quertriebs und die zweite Abschnittswelle drehfest miteinander verbunden sind. Dadurch ist die Hybridantriebseinrichtung im Rahmen ihrer Konzeptionierung besonders vielseitig an unterschiedliche Bauraumvorgaben anpassbar.
  • Generell gilt für die Hybridantriebseinrichtung, dass die Schaltelemente rein formschlüssig wirkende Schaltelemente sind, wodurch die Schaltelemente und infolgedessen die Hybridantriebseinrichtung besonders verlustarm betreibbar sind. Sofern also mittels des entsprechenden Schaltelements zwei Elemente der Hybridantriebseinrichtung (Wellen, Wellenabschnitte, Zahnräder, Planetengetriebeelemente etc.) drehfest miteinander verbunden sind, sind diese Elemente formschlüssig miteinander verbunden.
  • Besonders einfach und effizient lässt sich die Hybridantriebseinrichtung in unterschiedliche Schaltzustände schalten, wenn - wie eine weitere mögliche Ausführungsform vorsieht - die Hybridantriebseinrichtung eine erste Schaltwalze und eine zweite Schaltwalze aufweist. Dabei ist die erste Schaltwalze dazu eingerichtet, das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das Parksperrschaltelement zwischen den entsprechenden Schaltstellungen zu verstellen. Die zweite Schaltwalze ist dazu eingerichtet, das dritte und das vierte Schaltelement zwischen den entsprechenden Schaltstellungen zu verstellen. Mittels der ersten Schaltwalze sind also das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das Parksperrschaltelement gemäß einer ersten vorgegebenen Schaltreihenfolge gemeinsam zwischen deren Schaltstellungen verstellbar. Mittels der zweiten Schaltwalze sind das dritte und das vierte Schaltelement gemäß einer zweiten vorgegebenen Schaltreihenfolge gemeinsam zwischen deren Schaltstellungen verstellbar. Die Schaltreihenfolge ergibt sich aus einer Schaltkulisse der jeweiligen Schaltwalze, wobei ein jeweiliges Verstellelement des jeweiligen Schaltelements in eine dem Schaltelement zugeordnete Kulissenbahn der Schaltkulisse eingreift. Unter einem Drehen/Rotieren der Schaltwalze wird das Verstellelement des Schaltelements, indem es an Kulissenwänden der zugehörigen Kulissenbahn abgleitet, verstellt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine getriebetopologische Ansicht einer Hybridantriebseinrichtung in erster Ausgestaltung, wobei ein erstes Abtriebseinheitantriebsrad auf einem ersten Abtriebswellenabschnitt sitzt und ein zweites Abtriebseinheitantriebsrad auf einem zweiten Abtriebswellenabschnitt sitzt, sowie zur Verdeutlichung von Schaltzuständen der ersten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung eine erste Schaltzustandstabelle,
    • 2 eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung in zweiter Ausgestaltung, wobei die Abtriebseinheitantriebsräder auf einem gemeinsamen Abtriebswellenabschnitt sitzen, sowie zur Verdeutlichung von Schaltzuständen der zweiten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung eine zweite Schaltzustandstabelle,
    • 3 eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung in dritter Ausgestaltung, wobei die Hybridantriebseinrichtung einen Quertrieb aufweist, sowie zur Verdeutlichung von Schaltzuständen der dritten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung eine dritte Schaltzustandstabelle,
    • 4 zur Verdeutlichung eines Schaltablaufs einer ersten Schaltwalze eine erste Schaltwalzentabelle,
    • 5 zur Verdeutlichung eines Schaltablaufs einer zweiten Schaltwalze eine zweite Schaltwalzentabelle,
    • 6 ein erstes Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagramm, das einen Fahrbetrieb eines mit der Hybridantriebseinrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs charakterisiert, wobei eine P3-Antriebsmaschine nicht eingesetzt wird, und
    • 7 ein zweites Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagramm, das einen Fahrbetrieb des mit der Hybridantriebseinrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs charakterisiert, wobei die P3-Antriebsmaschine eingesetzt wird.
  • Im Folgenden werden eine Hybridantriebseinrichtung 1 sowie ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt), das die Hybridantriebseinrichtung 1 aufweist, in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Dabei sind in den Figuren gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung 1 in erster Ausgestaltung. Die Hybridantriebseinrichtung 1 weist eine Hybridgetriebeeinheit 2 auf, mittels derer drei Antriebsmaschinen VKM, EMA, EMD der Hybridantriebseinrichtung 1 zur gemeinsamen, gruppenweisen oder separaten Leistungsabgabe an eine Kraftfahrzeugachse 3 (von der vorliegend lediglich ein Verteilergetriebe bzw. Differenzial dargestellt ist) koppelbar sind. Die erste Antriebsmaschine VKM ist als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt, wobei die Antriebsmaschinen EMA, EMD jeweils als eine als elektrische Maschine ausgeführt sind. Die Verbrennungskraftmaschine bzw. die erste Antriebsmaschine VKM weist eine Kurbelwelle 4 auf, die einen distalen Kurbelwellenabschnitt 4a und einen proximalen Kurbelwellenabschnitt 4b aufweist. Die Antriebsmaschinen EMA, EMD weisen eine jeweilige Rotorwelle 5, 6 auf.
  • Die Hybridgetriebeeinheit 2 weist ein Planetengetriebe 7 auf, dessen Hohlrad 8 und der distale Kurbelwellenabschnitt 4a zur Leistungsübertragung vom distalen Kurbelwellenabschnitt 4a zum Hohlrad 8 miteinander verbunden sind. Ein Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 7 und die Rotorwelle 5 der zweiten Antriebsmaschine EMA sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein Planetenradträger 10 des Planetengetriebes 7 und ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad 11 der Hybridgetriebeeinheit 2 drehfest miteinander verbunden sind. Weiter umfasst die Hybridgetriebeeinheit 2 ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad 12. Eine Schalteinheit 13, weist ein erstes formschlüssig wirkendes Schaltelement SE1 und ein zweites formschlüssig wirkendes Schaltelement SE2 auf, wobei die Schalteinheit 13 selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung, einer zweiten Schaltstellung und einer Neutralstellung verstellbar ist. In der ersten Schaltstellung sind das Hohlrad 8 und der Planetenradträger 10 drehfest miteinander verbunden, wodurch bei einem Drehen des Planetenradträgers 10 dieser, das Hohlrad 8 und das erste Hybridgetriebeabtriebsrad 11 mit einer gemeinsamen Winkelgeschwindigkeit drehen. In der Neutralstellung sind das Hohlrad 8 und der Planetenradträger 10 voneinander entkoppelt, wodurch bei einem Drehen des Planetenradträgers 10 Planetenräder 14 am Hohlrad 8 abwälzen können bzw. eine Relativdrehung zwischen dem Hohlrad 8 und dem Planetenradträger 10 freigegeben ist. In der zweiten Schaltstellung sind das Hohlrad 8 und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad 12 drehfest miteinander verbunden, sodass bei einem Drehen des Hohlrads 8 dieses und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad 12 mit einer gemeinsamen Winkelgeschwindigkeit drehen.
  • Darüber hinaus weist die Hybridantriebseinrichtung 1 eine Abtriebseinheit 15 auf, die eine Abtriebswelle 16, ein erstes Abtriebseinheitantriebsrad 17 und ein zweites Abtriebseinheitantriebsrad 18 umfasst. Die Abtriebswelle 16 ist durch einen ersten Abtriebswellenabschnitt 16a, einen zweiten Abtriebswellenabschnitt 16b und vorliegend noch durch einen dritten Abtriebswellenabschnitt 16c gebildet. Dabei sitzt ein Finaldrive-Abtriebsrad 19 der Hybridantriebseinrichtung 1 bzw. der Hybridgetriebeeinheit 2 drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt 16b der Abtriebswelle 16. Das erste Abtriebseinheitantriebsrad 17, das drehfest auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt 16a sitzt, und das erste Hybridgetriebeabtriebsrad 11 kämmen miteinander, vorliegend, indem die beiden Zahnräder 11, 17 in direktem Zahneingriff miteinander stehen. Analog kämmen das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 18 und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad 12 miteinander, vorliegend, indem die beiden Zahnräder 12, 18 in direktem Zahneingriff miteinander stehen, wobei - bei der der Hybridantriebseinrichtung 1 in erster Ausgestaltung - das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 18 drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt 16b sitzt. Das bedeutet, dass das Finaldrive-Abtriebsrad 19 und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 18 in der ersten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung 1 drehfest miteinander verbunden sind, da beide drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt 16b sitzen.
  • Über ein drittes formschlüssig wirkendes Schaltelement SE3 sind bei der ersten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung 1 der erste Abtriebswellenabschnitt 16a und der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b selektiv miteinander verbindbar oder voneinander entkoppelbar, je nachdem in welche von zwei Schaltstellungen das dritte Schaltelement SE3 verstellt ist. In einer ersten Schaltstellung des dritten Schaltelements SE3 sind der erste Abtriebswellenabschnitt 16a und der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b - folglich das erste Abtriebseinheitantriebsrad 17 und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 18 - drehfest miteinander verbunden. Dahingegen sind in der zweiten Schaltstellung des dritten Schaltelements SE3 die Abtriebswellenabschnitte 16a, 16b und infolgedessen die Abtriebseinheitantriebsräder 17, 18 voneinander entkoppelt.
  • Hier im Beispiel weist die Hybridantriebseinrichtung 1 ferner ein viertes formschlüssig wirkendes Schaltelement SE4 auf, über welches der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b und der dritte Abtriebswellenabschnitt 16c selektiv miteinander verbindbar oder voneinander entkoppelbar sind. Hierzu ist das vierte Schaltelement SE4 selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung, in welcher der mit der Rotorwelle 6 der dritten Antriebsmaschine EMD drehfest verbundene, dritte Abtriebswellenabschnitt 16c der Abtriebswelle 16 und der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b drehfest miteinander verbunden sind, und einer zweiten Schaltstellung, in welcher der dritte Abtriebswellenabschnitt 16c und der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b voneinander entkoppelt sind, verstellbar.
  • Die Hybridantriebseinrichtung 1 weist vorliegend zudem ein fünftes Schaltelement SE5 auf, mittels dessen der proximale Kurbelwellenabschnitt 4b und der distale Kurbelwellenabschnitt 4a miteinander verbunden sind, wobei das fünfte Schaltelement SE5 selektiv zwischen einer Freilaufschaltstellung, in welcher ein Überholen einer Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts 4b mit einer gleichsinnigen Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts 4a freigegeben ist (Überholbetrieb), wobei ein Überholen einer Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts 4a mit einer gleichsinnigen Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts 4b gesperrt ist (Mitnahmebetrieb), und einer Kopplungsschaltstellung, in welcher die Kurbelwellenabschnitte 4a, 4b drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist.
  • Es geht aus 1 des Weiteren hervor, dass im vorliegenden Beispiel der distale Kurbelwellenabschnitt 4a und die Hybridgetriebeeinheit 2 über eine der ersten Antriebsmaschine VKM zugeordnete, erste Eingangsgetriebestufe 20 miteinander verbunden sind. Ein erstes Antriebsrad 21 der ersten Eingangsgetriebestufe 20 und der distale Kurbelwellenabschnitt 4a sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein mit dem ersten Antriebsrad 21 direkt oder indirekt kämmendes, erstes Abtriebsrad 22 der ersten Eingangsgetriebestufe 20 und der Planetenradträger 10 drehfest miteinander verbunden sind. Ferner weist die Hybridantriebseinrichtung 1 hier im Beispiel eine zweite Eingangsgetriebestufe 23 auf, die der zweiten Antriebsmaschine EMA zugeordnet ist. Ein zweites Antriebsrad 24 der zweiten Eingangsgetriebestufe 23 und die Rotorwelle 5 der zweiten Antriebsmaschine EMA sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein zweites Abtriebsrad 25 der zweiten Eingangsgetriebestufe 23 und das Sonnenrad 9 drehfest miteinander verbunden sind. Dabei kämmen das zweite Antriebsrad 24 und das zweite Abtriebsrad 25 miteinander. Mit anderen Worten sind die Hybridgetriebeeinheit 2 und die Rotorwelle 5 der zweiten Antriebsmaschine EMA über die zweite Eingangsgetriebestufe 23 miteinander verbunden. Über eine dritte Eingangsgetriebestufe 26, die der dritten Antriebsmaschine EMD zugeordnet ist, sind die Rotorwelle 6 und der dritte Abtriebswellenabschnitt 16c miteinander verbunden. Hierzu sind ein drittes Antriebsrad 27 der dritten Eingangsgetriebestufe 26 und die Rotorwelle 6 drehfest miteinander verbunden, und das dritte Antriebsrad 27 kämmt mit einem dritten Abtriebsrad 28 derselben Eingangsgetriebestufe 26. Zudem sind das dritte Abtriebsrad 28 und der dritte Abtriebswellenabschnitt 16c drehfest miteinander verbunden.
  • Durch diese Anordnung ist die Hybridantriebseinrichtung 1 in die Schaltzustände verstellbar, die in 1 in der ersten Schaltzustandstabelle angegeben sind. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, möglichst viele mechanische Übertragungsstufen für einen hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich mit einer zweiten, abkoppelbaren elektrischen Maschine in sogenannter P3-Anordnung zu kombinieren. Eine Kombination aus zwei drehzahlfesten Übersetzungsstufen (Festgängen: Gang 1 und Gang 2), einer drehmomentfesten Übersetzungsstufe (eCVT) und einem seriellen Modus (Seriell 1) hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt. Darüber hinaus erlaubt diese Lösung eine Verallradung im Sinne eines achsverteilten Allradantriebs.
  • Im Schaltzustand eCVT werden die erste Antriebsmaschine VKM und die zweite Antriebsmaschine EMA zum Antreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs herangezogen, wobei die Übersetzung der Hybridgetriebeeinheit 2 mittels Drehzahlüberlagerung zwischen den beiden Antriebsmaschinen VKM, EMA kontinuierlich veränderbar ist. Hierzu sind das Schaltelement SE1 und das Schaltelement SE2 geöffnet, das heißt, die Schalteinheit 13 ist in die Neutralstellung geschaltet. Dahingegen ist das Schaltelement SE3 geschlossen bzw. in dessen erste Schaltstellung geschaltet, wobei das Schalelement SE5 in die Freilaufschaltstellung verstellt ist. Das Finaldrive-Abtriebsrad 19 ist damit drehfest mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad 11 gekoppelt. Im Sachaltzustand eCVT kann die dritte Antriebsmaschine EMD mit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs herangezogen werden, dann ist diese über das Schaltelement SE4 mit der Abtriebswelle 16, vorliegend mit deren dritten Abtriebswellenabschnitt 16c, gekoppelt. Alternativ kann die dritte Antriebsmaschine EMD deaktiviert sein, wobei dann das Schaltelement SE4 geöffnet ist, das heißt in die zweite Schaltstellung verstellt ist.
  • Im Schaltzustand Gang 1 der Hybridantriebseinrichtung 1 ist das Schaltelement SE1 geschlossen, und das Schaltelement SE2 ist offen, was bedeutet, dass die Schalteinheit 13 in die erste Schaltstellung verstellt ist. In diesem Zustand läuft das Planetengetriebe 7 verblockt. Das Schaltelement SE3 ist in diesem Schaltzustand geschlossen, und wenn die dritte Antriebsmaschine EMD mit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bzw. zur Rekuperation herangezogen wird, ist das Schaltelement SE4 geschlossen. Wenn die dritte Antriebsmaschine EMD nicht zum Fortbewegen und nicht zum Rekuperieren genutzt wird, ist das Schaltelement SE4 geöffnet.
  • In einem Schaltzustand Seriell wird das Kraftfahrzeug mittelbar durch die erste Antriebsmaschine VKM angetrieben, indem mittels der ersten Antriebsmaschine VKM die zweite Antriebsmaschine EMA bei geschlossenem Schaltelement SE1 über das Planetengetriebe 7 in einem generatorischen Betrieb betrieben wird. Die im generatorischen Betriebsmodus mittels der zweiten Antriebsmaschine EMA generierte elektrische Leistung kann in einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung des Kraftfahrzeugs (Traktionsbatterie) abgespeichert werden und/oder zum Versorgen der dritten Antriebsmaschine EMD eingesetzt werden. Mittels der dritten Antriebsmaschine EMD ist bei geschlossenem Schaltelement SE4 das Kraftfahrzeug fortbewegbar. Bei geöffnetem Schaltelement SE4 kann ein sogenanntes Standladen ausgeführt werden, dabei treibt die erste Antriebsmaschine VKM die zweite Antriebsmaschine EMA im Stillstand des Kraftfahrzeugs generatorisch an. Zudem kann im Schaltzustand Seriell die zweite Antriebsmaschine EMA als Anlasser bzw. Startermotor zum Starten bzw. Anlassen der Verbrennungskraftmaschine bzw. der ersten Antriebsmaschine VKM eingesetzt werden.
  • In einem als EV bezeichneten Schaltzustand der Hybridantriebseinrichtung 1 wird das Kraftfahrzeug mittels der dritten Antriebsmaschine EMD angetrieben/fortbewegt. Dabei sind die Schaltelemente SE1, SE2 und SE3 geöffnet, wohingegen das Schaltelement SE4 geschlossen ist.
  • In einem Schaltzustand Neutral (N) sind die Schaltelemente SE1-SE4 geöffnet.
  • 2 zeigt eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung 1 in zweiter Ausgestaltung, die sich von der ersten Ausgestaltung (siehe 1) darin unterscheidet, dass die Abtriebseinheitantriebsräder 17, 18 gemeinsam drehfest auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt 16a sitzen. Die übrige Getriebetopologie stimmt mit der der ersten Ausgestaltung überein. Durch diese Anordnung ist die Hybridantriebseinrichtung 1 in die Schaltzustände verstellbar, die in 2 in der zweiten Schaltzustandstabelle angegeben sind. Es ist zu sehen, dass es zwei serielle Schaltzustände Seriell 1 und Seriell 2 gibt, wobei der Schaltzustand Seriell 1 dem weiter oben beschriebenen Schaltzustand Seriell entspricht. Durch die Anordnung des Schaltelements SE3 zwischen dem Finaldrive-Abtriebsrad 19 und den beiden Hybridgetriebeabtriebsrädern 11, 12 ergibt sich der weitere Schaltzustand Seriell 2, bei dem das erste Schaltelement SE1 geöffnet ist, das zweite Schaltelement SE2 geschlossen ist und das dritte Schaltelement SE3 geöffnet ist.
  • 3 zeigt eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung 1 in dritter Ausgestaltung, wobei die Hybridantriebseinrichtung 1 einen Quertrieb 29 aufweist, der ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe, ein Zugmittelgetriebe etc. aufweisen kann. Zudem unterscheidet sich die dritte Ausgestaltung von der ersten und der zweiten Ausgestaltung in einem Entfall der ersten Eingangsgetriebestufe 20. Weiter sind das Hohlrad 8 und der distale Kurbelwellenabschnitt 4a direkt miteinander drehfest verbunden. Zudem weist die Hybridantriebseinrichtung 1 in dritter Ausgestaltung ein Parksperrschaltelement SE6 auf, das selektiv zwischen einer Neutralstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b und folglich das Finaldrive-Abtriebsrad 19 und ein Gehäuse 30 der Hybridantriebseinrichtung 1 voneinander entkoppelt sind, und einer Parksperrstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b bzw. das Finaldrive-Abtriebsrad 19 und das Gehäuse 30 drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist. Der zweite Abtriebswellenabschnitt 16b umfasst hier eine erste Abschnittswelle 16b1, auf der das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad 12 drehfest sitzt, und eine zweite Abschnittswelle 16b2, auf der das Finaldrive-Abtriebsrad 19 drehfest sitzt. Ein Querantriebsrad 31 des Quertriebs 29 und die erste Abschnittswelle 16b1 sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein mit dem Querantriebsrad 31 direkt oder indirekt kämmendes Querabtriebsrad 32 des Quertriebs 29 und die zweite Abschnittswelle 16b2 drehfest miteinander verbunden sind. Vorliegend weist der Quertrieb 29 ein endloses Zugmittel 33 auf, zum Beispiel eine Kette, die sowohl mit dem Querantriebsrad 31 als auch mit dem Querabtriebsrad 32 kämmt.
  • Die Schaltzustände der Hybridantriebseinrichtung 1 in dritter Ausgestaltung gehen aus der dritten Schaltzustandstabelle hervor, wobei im Vergleich zur zweiten Schaltzustandstabelle, das heißt im Vergleich zur Hybridantriebseinrichtung 1 in zweiter Ausgestaltung, die weiteren Schaltzustände EVmax und P hinzugekommen sind. Im Schaltzustand EVmax wird das Kraftfahrzeug sowohl mittels der zweiten Antriebsmaschine EMA als auch mittels der dritten Antriebsmaschine EMD fortbewegt, wobei das Schaltelement SE5 in der Freilaufschaltstellung im Mitnahmebetrieb betrieben wird. Die Schaltelemente SE1 und SE2 sind geöffnet, und die Schaltelemente SE3 und SE4 sind geschlossen. Hierbei kann die Kurbelwelle 4 der ersten Antriebsmaschine VKM drehfest am Gehäuse 30 festgelegt sein. Im Schaltzustand P sind die Schaltelemente SE1 und SE5 jeweils geschlossen, wobei die Schaltelemente SE2 und SE3 geöffnet sind und das Schaltelement SE4 geschlossen oder offen sein darf. Hierdurch wird ein Drehen des zweiten Abtriebswellenabschnitts 16b gesperrt, wodurch die Kraftfahrzeugachse 3 über das Finaldrive-Abtriebsrad 19 blockiert ist.
  • In den 1-3 sind eine erste Schaltwalze und eine zweite Schaltwalze der Hybridantriebseinrichtung nicht dargestellt. Die Schaltelemente SE1, SE2 und SE6 sind zu einer ersten Schaltelementgruppe und die Schaltelemente SE3 und SE4 zu einer zweiten Schaltelementgruppe zusammengefasst, wobei die erste Schaltelementgruppe mittels der ersten Schaltwalze und die zweite Schaltelementgruppe mittels der zweiten Schaltwalze schaltbar ist. Hierzu zeigt 4 zur Verdeutlichung eines Schaltablaufs der ersten Schaltwalze eine erste Schaltwalzentabelle und 5 zur Verdeutlichung eines Schaltablaufs der zweiten Schaltwalze eine zweite Schaltwalzentabelle. Die erste Schaltwalze bzw. deren Schaltkulisse weist zwischen den Schaltwalzenstellungen Gang 2 und P einen Anschlag auf, sodass die erste Schaltelementgruppe nicht durch ein Weiterdrehen aus der Schaltwalzenstellung Gang 2 direkt in die Schaltwalzenstellung P geschaltet werden kann. Dahingegen ist die zweite Schaltwalze bzw. deren Schaltkulisse umlaufend endlos ausgeführt, was bedeutet, dass unter einem Weiterdrehen der Schaltwalze die zweite Schaltelementgruppe aus der Schaltwalzenstellung Seriell + eVA direkt in die Schaltwalzenstellung Hybrid + eVA geschaltet werden kann.
  • 6 und 7 zeigen jeweils ein Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagramm, das einen Fahrbetrieb eines mit der Hybridantriebseinrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs charakterisiert. In 5 wird eine P3-Antriebsmaschine, bei welcher es sich vorliegend um die dritte Antriebsmaschine EMD handelt, nicht eingesetzt wird, wohingegen in 6 die P3-Antriebsmaschine bzw. dritte Antriebsmaschine EMD eingesetzt wird. In den Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagrammen sind jeweils ein Diagrammbereich 34, der einen motorischen eCVT-Betrieb charakterisiert, ein Diagrammbereich 35, der einen generatorischen eCVT-Betrieb charakterisiert, eine Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade 36, die eine eCVT- Übersetzung charakterisiert, eine Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade 37, die eine Gang-1-Übersetzung charakterisiert, und eine Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade 38, die eine Gang-2-Übersetzung charakterisiert, eingezeichnet. Eine jeweilige Linie 39 repräsentiert einen Schaltablauf ohne Einsatz der dritten Antriebsmaschine EMD (6) bzw. mit Einsatz der dritten Antriebsmaschine EMD (7). Es geht aus einer Zusammenschau der 6 mit der 7 hervor, dass aufgrund der dritten Antriebsmaschine EMD bzw. aufgrund der P3-Elektromaschine der Schaltzustand eCVT der Hybridantriebseinrichtung 1 selbst bei hohen Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 100 km/h, insbesondere mehr als 150 km/h, genutzt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebseinrichtung
    2
    Hybridgetriebeeinheit
    3
    Kraftfahrzeugachse
    4
    Kurbelwelle
    4a
    distaler Kurbelwellenabschnitt
    4b
    proximaler Kurbelwellenabschnitt
    5
    Rotorwelle der zweiten Antriebsmaschine
    6
    Rotorwelle der dritten Antriebsmaschine
    7
    Planetengetriebe
    8
    Hohlrad
    9
    Sonnenrad
    10
    Planetenradträger
    11
    erstes Hybridgetriebeabtriebsrad
    12
    zweites Hybridgetriebeabtriebsrad
    13
    Schalteinheit
    14
    Planetenrad
    15
    Abtriebseinheit
    16
    Abtriebswelle
    16a
    erster Abtriebswellenabschnitt
    16b
    zweiter Abtriebswellenabschnitt
    16b1
    erste Abschnittswelle des zweiten Abtriebswellenabschnitts
    16b2
    zweite Abschnittswelle des zweiten Abtriebswellenabschnitts
    16c
    dritter Abtriebswellenabschnitt
    17
    erstes Abtriebseinheitantriebsrad
    18
    zweites Abtriebseinheitantriebsrad
    19
    Finaldrive-Abtriebsrad
    20
    erste Eingangsgetriebestufe
    21
    erstes Antriebsrad
    22
    erstes Abtriebsrad
    23
    zweite Eingangsgetriebestufe
    24
    zweites Antriebsrad
    25
    zweites Abtriebsrad
    26
    dritte Eingangsgetriebestufe
    27
    drittes Antriebsrad
    28
    drittes Abtriebsrad
    29
    Quertrieb
    30
    Gehäuse der Hybridantriebseinrichtung
    31
    Querantriebsrad
    32
    Querabtriebsrad
    33
    Zugmittel
    34
    Diagrammbereich eCVT, motorisch
    35
    Diagrammbereich eCVT, generatorisch
    36
    Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade eCVT
    37
    Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade Gang 1
    38
    Drehzahl-Geschwindigkeits-Gerade Gang 2
    39
    Linie
    SE1
    Schaltelement
    SE2
    Schaltelement
    SE3
    Schaltelement
    SE4
    Schaltelement
    SE5
    Schaltelement
    SE6
    Schaltelement
    VKM
    erste Antriebsmaschine
    EMA
    zweite Antriebsmaschine
    EMD
    dritte Antriebsmaschine
    n
    Drehzahl in 1000 U/min
    v
    Geschwindigkeit in km/h
    [X]
    formschlüssig geschlossenes Schaltelement
    [-]
    offenes Schaltelement
    [X/-]
    Schaltelement geschlossen oder offen
    >>
    Schaltelement in Freilaufschaltstellung im Überholbetrieb
    >]
    Schaltelement in Freilaufschaltstellung im Mitnahmebetrieb
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017117336 A1 [0002]
    • DE 102019129093 A1 [0002]
    • EP 0769404 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Hybridantriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die aufweist: - eine erste Antriebsmaschine (VKM), die als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt ist, sowie eine als elektrische Maschine ausgeführte, zweite Antriebsmaschine (EMA), - eine Hybridgetriebeeinheit (2), aufweisend: - ein Planetengetriebe (7), dessen Hohlrad (8) und ein distaler Kurbelwellenabschnitt (4a) der ersten Antriebsmaschine (VKM) zur Leistungsübertragung vom distalen Kurbelwellenabschnitt (4a) zum Hohlrad (8) miteinander verbunden sind, wobei ein Sonnenrad (9) des Planetengetriebes (7) und eine Rotorwelle (5) der zweiten Antriebsmaschine (EMA) drehfest miteinander verbunden sind, - ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad (11), das mit einem Planetenradträger (10) des Planetengetriebes (7) drehfest verbunden ist, - ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad (12), - eine Schalteinheit (13), die ein erstes Schaltelement (SE1) und ein zweites Schaltelement (SE2) aufweist, wobei die Schalteinheit (13) selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung, in welcher das Hohlrad (8) und der Planetenradträger (10) drehfest miteinander verbunden sind, einer Neutralstellung, in welcher das Hohlrad (8) und der Planetenradträger (10) voneinander entkoppelt sind, und einer zweiten Schaltstellung, in welcher das Hohlrad (8) und das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad (12) drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist, - eine Abtriebseinheit (15), aufweisend: - eine einen ersten Abtriebswellenabschnitt (16a) und einen zweiten Abtriebswellenabschnitt (16b) aufweisende Abtriebswelle (16), mit einem drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt (16b) sitzenden Finaldrive-Abtriebsrad (19), - ein mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad (11) kämmendes, erstes Abtriebseinheitantriebsrad (17), das drehfest auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt (16a) sitzt, - ein mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad (12) kämmendes, zweites Abtriebseinheitantriebsrad (18), - ein drittes Schaltelement (SE3), das selektiv zwischen einer ersten Schaltstellung, in welcher der erste Abtriebswellenabschnitt (16a) und der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) drehfest miteinander verbunden sind, und einer zweiten Schaltstellung, in welcher die Abtriebswellenabschnitte (16a, 16b) voneinander entkoppelt sind, verstellbar ist.
  2. Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abtriebseinheitantriebsrad (18) drehfest auf dem zweiten Abtriebswellenabschnitt (16b) sitzt.
  3. Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abtriebseinheitantriebsrad (18) drehfest auf dem ersten Abtriebswellenabschnitt (16a) sitzt.
  4. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine als elektrische Maschine ausgeführte, dritte Antriebsmaschine (EMD), - ein viertes Schaltelement (SE4), das selektiv zwischen - einer ersten Schaltstellung, in welcher ein mit der Rotorwelle (6) der dritten Antriebsmaschine (EMD) drehfest verbundener, dritter Abtriebswellenabschnitt (16c) der Abtriebswelle (16) und der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) drehfest miteinander verbunden sind, und - einer zweiten Schaltstellung, in welcher der dritte Abtriebswellenabschnitt (16c) und der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) voneinander entkoppelt sind, verstellbar ist.
  5. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein fünftes Schaltelement (SE5), mittels dessen ein proximaler Kurbelwellenabschnitt (4b) und der distale Kurbelwellenabschnitt (4a) miteinander verbunden sind, wobei das fünfte Schaltelement (SE5) selektiv zwischen - einer Freilaufschaltstellung, in welcher ein Überholen einer Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts (4b) mit einer gleichsinnigen Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts (4a) freigegeben ist, wobei ein Überholen einer Rotation des distalen Kurbelwellenabschnitts (4a) mit einer gleichsinnigen Rotation des proximalen Kurbelwellenabschnitts (4b) gesperrt ist, und - einer Kopplungsschaltstellung, in welcher die Kurbelwellenabschnitte (4a, 4b) drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist.
  6. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine erste Eingangsgetriebestufe (20), deren erstes Antriebsrad (21) und der distale Kurbelwellenabschnitt (4a) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem ersten Antriebsrad (21) kämmendes, erstes Abtriebsrad (22) der ersten Eingangsgetriebestufe (20) und der Planetenradträger (10) drehfest miteinander verbunden sind, und/oder - eine zweite Eingangsgetriebestufe (23), deren zweites Antriebsrad (24) und die Rotorwelle (5) der zweiten Antriebsmaschine (EMA) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem zweiten Antriebsrad (24) kämmendes, zweites Abtriebsrad (25) der zweiten Eingangsgetriebestufe (23) und das Sonnenrad (9) drehfest miteinander verbunden sind.
  7. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine dritte Eingangsgetriebestufe (26), deren drittes Antriebsrad (27) und die Rotorwelle (6) der dritten Antriebsmaschine (EMD) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem dritten Antriebsrad (27) kämmendes, drittes Abtriebsrad (28) der dritten Eingangsgetriebestufe (26) und der dritte Abtriebswellenabschnitt (16c) drehfest miteinander verbunden sind.
  8. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch ein Parksperrschaltelement (SE6), das selektiv zwischen - einer Neutralstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) und ein Gehäuse (30) der Hybridantriebseinrichtung (1) voneinander entkoppelt sind, und - einer Parksperrstellung, in welcher der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) und das Gehäuse (30) drehfest miteinander verbunden sind, verstellbar ist.
  9. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abtriebswellenabschnitt (16b) eine erste Abschnittswelle (16b1), auf der das zweite Hybridgetriebeabtriebsrad (12) drehfest sitzt, und eine zweite Abschnittswelle (16b2), auf der das Finaldrive-Abtriebsrad (19) drehfest sitzt, aufweist, wobei die Hybridantriebseinrichtung (1) weiter einen Quertrieb (29) aufweist, dessen Querantriebsrad (31) und die erste Abschnittswelle (16b1) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem Querantriebsrad (31) kämmendes Querabtriebsrad (32) des Quertriebs (29) und die zweite Abschnittswelle (16b2) drehfest miteinander verbunden sind.
  10. Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine erste Schaltwalze, mittels derer das erste Schaltelement (SE1), das zweite Schaltelement (SE2) und das Parksperrschaltelement (SE6) gemäß einer ersten vorgegebenen Schaltreihenfolge gemeinsam zwischen deren Schaltstellungen verstellbar sind, - eine zweite Schaltwalze, mittels derer das dritte Schaltelement (SE3) und das vierte Schaltelement (SE4) gemäß einer zweiten vorgegebenen Schaltreihenfolge gemeinsam zwischen deren Schaltstellungen verstellbar sind.
  11. Kraftfahrzeug mit einer nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführten Hybridantriebseinrichtung (1).
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