DE102022126798A1

DE102022126798A1 - Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022126798A1
Application number: DE102022126798.9A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Kluge; Sebastian Liebert; Fritz Pobitzer; Ulrich Ohnemus; Markus Nußbaumer; Edmund Bauchrowitz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hybridantriebseinrichtung (1) und ein die Hybridantriebseinrichtung (1) aufweisendes Kraftfahrzeug. Eine Hybridgetriebezentralwelle (10) einer Hybridgetriebeeinheit (2) ist mit einer Rotorwelle (8) einer zweiten Antriebsmaschine (EMA) gekoppelt, wobei ein Sonnenrad (12) eines Planetengetriebes (11) drehfest auf der Hybridgetriebezentralwelle (10) sitzt. Eine koaxial zur Hybridgetriebezentralwelle (10) gelagerte Hybridgetriebehohlwelle (13) weist ein drehfestes Hybridgetriebeantriebsrad (14), das drehfest mit der Kurbelwelle (7) gekoppelt ist. Ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad (15) und ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad (16) sitzen drehfest auf der Hybridgetriebehohlwelle (13), wobei ein drittes Hybridgetriebeabtriebsrad (17), das drehfest mit einem Planetenradträger (18) des Planetengetriebes (11) verbunden ist, mittels der Hybridgetriebehohlwelle (13) gelagert ist. Auf einer Abtriebseinheitswelle (20) einer Abtriebseinheit (19) sitzen ein Finaldrive-Abtriebsrad (21), sowie drei Abtriebseinheitantriebsräder (22, 23, 24) die mit einem jeweiligen der Hybridgetriebeabtriebsräder (15, 16, 17) kämmen. Mittels einer Schalteinrichtung (SER) mit Schaltelementen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) sind folgende Getriebeelemente der Hybridantriebseinrichtung (1) selektiv drehfest miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar:SE1: der Planetenradträger (18) und die Hybridgetriebezentralwelle (10),SE2: ein Hohlrad (25) des Planetengetriebes (11) und die Hybridgetriebehohlwelle (13),SE3: die Abtriebseinheitswelle (20) und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad (23),SE4: die Abtriebseinheitswelle (20) und das erste Abtriebseinheitantriebsrad (22),SE5: die Abtriebseinheitswelle (20) und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad (24).

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 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 (DHT: Dedicated Hybrid Transmission - dediziertes Hybridgetriebe), 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.
Solche herkömmlichen Konzepte können jedoch oftmals Packaging-Randbedingungen und/oder Leistungsanforderungen nicht erfüllen. Es herrscht ein Zielkonflikt zwischen geforderter Kompaktheit und geforderter Leistungsanforderung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, 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, die mit Hubzapfen der Kurbelwelle verbunden ist. Über die Kurbelwelle stellt die Verbrennungskraftmaschine in deren befeuerten Betrieb ein Verbrennungskraftmaschinendrehmoment bereit. Die zweite Antriebsmaschine weist einen Rotor auf, wobei der Rotor mit einer als zweite Rotorwelle bezeichneten Rotorwelle der zweiten Antriebsmaschine drehfest verbunden ist. An der zweiten Rotorwelle stellt die zweite Antriebsmaschine im motorischen Betrieb ein Elektromaschinendrehmoment bereit.
Eine Hybridgetriebeeinheit der Hybridantriebseinrichtung weist eine Hybridgetriebezentralwelle auf, die drehfest mit der zweiten Rotorwelle gekoppelt ist. Die Hybridgetriebeeinheit weist weiter ein (erstes) Planetengetriebe auf, dessen Sonnenrad drehfest auf der Hybridgetriebezentralwelle sitzt. Das erste Planetengetriebe kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Zudem weist die Hybridgetriebeeinheit eine Hybridgetriebehohlwelle auf, auf der drehfest ein (erstes) Hybridgetriebeantriebsrad sitzt, welches drehfest mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Dabei erstreckt sich die Hybridgetriebezentralwelle koaxial durch die Hybridgetriebehohlwelle hindurch, wobei die Hybridgetriebezentralwelle und die Hybridgetriebehohlwelle koaxial zueinander angeordnet sind. Auf der Hybridgetriebehohlwelle sitzen ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad und ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad. Mit einem Planetenradträger des ersten Planetengetriebes ist ein drittes Hybridgetriebeabtriebsrad verbunden. Am Planetenradträger ist ein Planetenradsatz drehbar gelagert, wobei ein jeweiliges Planetenrad des Planetenradsatzes zum einen mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes kämmt und zum anderen mit einem Hohlrad des ersten Planetengetriebes kämmt.
Die Hybridgetriebeeinheit umfasst ferner eine Abtriebseinheit, die eine Abtriebseinheitswelle aufweist, auf der drehfest ein Finaldrive-Abtriebsrad sitzt, welches dazu eingerichtet ist, in Zahneingriff mit einem Finaldrive-Antriebsrad eine letzte bzw. finale Übersetzung des Kraftfahrzeugs oder einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs zu bilden. Beispielsweise kämmt das Finaldrive-Abtriebsrad der Hybridgetriebeeinheit bzw. der Hybridantriebseinrichtung in bestimmungsgemäßer Einbaulage mit einem Finaldrive-Antriebsrad eines Achsverteilergetriebes bzw. Achsdifferenzials des Kraftfahrzeugs. Des Weiteren weist die Hybridgetriebeeinheit, insbesondere deren Abtriebseinheit drei Abtriebseinheitantriebsräder auf, welche zwar jeweils auf der Abtriebseinheitswelle sitzen, also jeweils mittels der Abtriebseinheitswelle gelagert sind, wobei aber eine drehfeste Verbindung zwischen den Abtriebseinheitantriebsrädern und der Abtriebseinheitswelle abhängig ist von einer jeweiligen Schaltstellung von Schaltelementen der der Hybridantriebseinrichtung. Das erste Abtriebseinheitantriebsrad kämmt mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad, das zweite Abtriebseinheitantriebsrad kämmt mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad, und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad kämmt mit dem dritten Hybridgetriebeabtriebsrad. Die Hybridgetriebeabtriebsräder sind unterschiedlich, unterscheiden sich zum Beispiel hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder hinsichtlich ihrer Zähnezahl. Zudem sind die Abtriebseinheitantriebsräder unterschiedlich, sodass durch die drei Paare aus einem der Hybridgetriebeabtriebsräder und dem entsprechend kämmenden der Abtriebseinheitantriebsräder drei unterschiedliche Übersetzungen dargestellt sind.
Eine Schalteinrichtung der Hybridantriebseinrichtung weist die bereits erwähnten Schaltelemente auf. Das jeweilige Schaltelement ist selektiv zwischen einer Kopplungsstellung, in welcher an das entsprechende Schaltelement angeschlossenen Getriebeelemente der Hybridantriebseinrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind, und einer Entkopplungsstellung, in welcher die an das entsprechende Schaltelement angeschlossenen Getriebeelemente voneinander entkoppelt sind, verstellbar. In der Kopplungsstellung des ersten Schaltelements sind der Planetenradträger und die Hybridgetriebezentralwelle drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des ersten Schaltelements der Planetenradträger und die Hybridgetriebezentralwelle voneinander entkoppelt sind. In der Kopplungsstellung des zweiten Schaltelements sind das Hohlrad des ersten Planetengetriebes und die Hybridgetriebehohlwelle drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des zweiten Schaltelements das Hohlrad des ersten Planetengetriebes und die Hybridgetriebehohlwelle voneinander entkoppelt sind. In der Kopplungsstellung des dritten Schaltelements sind die Abtriebseinheitswelle und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des dritten Schaltelements die Abtriebseinheitswelle und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad voneinander entkoppelt sind. In der Kopplungsstellung des vierten Schaltelements sind die Abtriebseinheitswelle und das erste Abtriebseinheitantriebsrad drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des vierten Schaltelements die Abtriebseinheitswelle und das erste Abtriebseinheitantriebsrad voneinander entkoppelt sind. In der Kopplungsstellung des fünften Schaltelements sind die Abtriebseinheitswelle und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des fünften Schaltelements die Abtriebseinheitswelle und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad voneinander entkoppelt sind.
Insbesondere sind das dritte und das vierte Schaltelement miteinander als eine Schalteinheit ausgebildet, die selektiv zwischen einer ersten Kopplungsstellung, einer zweiten Kopplungsstellung und einer Neutralstellung verstellbar ist. In der ersten Kopplungsstellung sind die Abtriebseinheitswelle und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad drehfest miteinander verbunden, wobei gleichzeitig die Abtriebseinheitswelle und das erste Abtriebseinheitantriebsrad voneinander entkoppelt sind. In der zweiten Kopplungsstellung sind die Abtriebseinheitswelle und das erste Abtriebseinheitantriebsrad drehfest miteinander verbunden, wobei gleichzeitig die Abtriebseinheitswelle und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad voneinander entkoppelt sind. In der Neutralstellung ist die Abtriebseinheitswelle sowohl vom ersten als auch vom zweiten Abtriebseinheitantriebsrad entkoppelt.
Die Hybridantriebseinrichtung ist besonders kompakt, das heißt bauraumeffizient ausgebildet. Zudem kann durch Anschließen einer weiteren Antriebsmaschine an die Abtriebseinheitswelle besonders einfach, insbesondere in Modulbauweise, die Hybridantriebseinrichtung zu einer Allrad-Hybridantriebseinrichtung für einen achsverteilten Allradantrieb weitergebildet werden. Mittels der vorliegenden Hybridantriebseinrichtung ist es ermöglicht, den geltenden Packaging-Rahmenbedingungen bei gleichzeitig besonders hohem Leistungsvermögen zu entsprechen.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung weist die Hybridantriebseinrichtung eine dritte Antriebsmaschine auf, die als ein elektromechanischer Wandler bzw. als elektrische Maschine ausgeführt ist. Die dritte Antriebsmaschine weist eine als dritte Rotorwelle bezeichnete Rotorwelle auf. Die Zahlworte der Rotorwellen dienen der einfachen Beschreibung, sie sagen nicht aus, dass die jeweilige elektrische Maschine zwei oder mehr Rotorwellen aufweisen. Die dritte Rotorwelle und die Abtriebseinheitswelle sind drehfest gekoppelt oder koppelbar. An der dritten Rotorwelle stellt die dritte Antriebsmaschine im motorischen Betrieb ein weiteres Elektromaschinendrehmoment bereit. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Hybridantriebseinrichtung vor, dass die Schalteinrichtung ein sechstes Schaltelement aufweist, das zwischen einer Kopplungsstellung, in welcher die dritte Rotorwelle und die Abtriebseinheitswelle drehfest miteinander gekoppelt sind, und einer Entkopplungsstellung, in welcher die dritte Rotorwelle und die Abtriebseinheitswelle voneinander entkoppelt sind, verstellbar ist. Aufgrund der dritten Antriebsmaschine ist durch die Hybridantriebseinrichtung eine Allrad-Hybridantriebseinrichtung für einen achsverteilten Allradantrieb dargestellt.
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 die Kurbelwellen sind drehfest miteinander verbunden, wobei das erste Antriebsrad und das erste Hybridgetriebeantriebsrad direkt oder indirekt (insbesondere mittels eines Zugmittelquertriebs) miteinander kämmen. Ein zweites Antriebsrad der zweiten Eingangsgetriebestufe und die zweite Rotorwelle sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein mit dem zweiten Antriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, zweites Abtriebsrad der zweiten Eingangsgetriebestufe und die Hybridgetriebezentralwelle drehfest miteinander verbunden sind. Insoweit kann das zweite Abtriebsrad der zweiten Eingangsgetriebestufe als weiteres, zum Beispiel zweites Hybridgetriebeantriebsrad betrachtet werden bzw. als solches fungieren. Für die dritte Eingangsgetriebestufe gilt, dass deren drittes Antriebsrad und die dritte Rotorwelle drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem dritten Antriebsrad direkt oder indirekt kämmendes, drittes Abtriebsrad der dritten Eingangsgetriebestufe und die Abtriebseinheitswelle drehfest miteinander verbunden sind. Das bedeutet, das dritte Abtriebsrad der dritten Eingangsgetriebestufe kann als weiteres, zum Beispiel drittes Hybridgetriebeantriebsrad betrachtet werden bzw. als solches fungieren. 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.
Die dritte Eingangsgetriebestufe weist in möglicher Weiterbildung ein weiteres (zweites) Planetengetriebe auf, dessen Sonnenrad das dritte Antriebsrad bildet. Dabei kämmen ein Planetenradträger des weiteren bzw. zweiten Planetengetriebes und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad direkt oder indirekt miteinander. Ein Hohlrad des weiteren/zweiten Planetengetriebes und ein Gehäuse der Hybridantriebseinrichtung sind drehfest miteinander verbunden. Das zweite Planetengetriebe kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Durch den Einsatz des zweiten Planetengetriebes ergibt sich in axialer Richtung eine in vorteilhafter Weise besonders kompakte Eingangsgetriebestufe, was zu einer besonders kompakten Hybridantriebseinrichtung beiträgt.
Bei der Hybridantriebseinrichtung ist gemäß weiterer möglicher Ausgestaltung vorgesehen, dass die dritte Eingangsgetriebestufe ein mit dem Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes kämmendes Zwischenrad aufweist. Zudem ist das sechste Schaltelement zwischen dem Zwischenrad und dem dritten Abtriebsrad angeordnet. In der Kopplungsstellung des sechsten Schaltelements sind das Zwischenrad und das dritte Abtriebsrad mittels des sechsten Schaltelements drehfest miteinander gekoppelt. Dahingegen sind in der Entkopplungsstellung des sechsten Schaltelements das Zwischenrad und das dritte Abtriebsrad voneinander entkoppelt. Durch diese Ausgestaltung ist noch mehr Flexibilität beim Konzeptionieren der Hybridantriebseinrichtung gegeben, da das sechste Schaltelement zum Beispiel weiter entfernt von oder näher an der dritten Antriebsmaschine angeordnet werden kann. Je nachdem, welche Übersetzung zwischen dem sechsten Schaltelement und der Rotorwelle der dritten Antriebsmaschine eingesetzt ist, kann das sechste Schaltelement größer (schwerer, aber einfacher herzustellen) oder kleiner (schwieriger herzustellen, aber leichter) ausgeführt werden.
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 Getriebeelemente 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 ein Schaltwalzensystem aufweist. Das Schaltwalzensystem weist eine erste Schaltwalze und wenigstens eine zweite Schaltwalze auf. Dabei ist die jeweilige Schaltwalze dazu eingerichtet, eines oder einige der Schaltelemente zwischen den entsprechenden Schaltstellungen zu verstellen. Eine jeweilige 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. Andere Methoden, um die Schaltelemente zu verstellen bzw. zu schalten sind ebenso denkbar, beispielsweise eine jeweilige direkte elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Betätigung etc.
Einer weiteren möglichen Ausgestaltung zufolge ist das Schaltwalzensystem als ein Multiplex-Schaltwalzensystem ausgeführt, wobei eine der Schaltwalzen als eine äußere Schalthohlwalze und eine weitere der Schaltwalzen als eine koaxial in der Schalthohlwalze angeordnete Schaltinnenwalze ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich unter Nutzung eines vorteilhaft besonders kleinen Bauraums eine effiziente Möglichkeit, die Schaltelemente der Schalteinheit entsprechend zu schalten bzw. zu steuern.
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 und
2 eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung in zweiter Ausgestaltung sowie zur Verdeutlichung von Schaltzuständen der Hybridantriebseinrichtung eine Schaltzustandstabelle.

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, die eine Hybridgetriebeeinheit 2 aufweist, mittels derer drei Antriebsmaschinen VKM, EMA, EMD der Hybridantriebseinrichtung 1 zur gemeinsamen, gruppenweisen oder separaten Leistungsabgabe an ein Verteilergetriebe 3 einer Kraftfahrzeugachse 4 koppelbar sind. Es ist aus 1 zu erkennen, dass das Verteilergetriebe 3 als ein Stirnraddifferenzial 5 oder als ein Kegelraddifferenzial 6 ausgebildet sein kann (siehe Topologieausschnitt T). 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 7 auf. Die zweite Antriebsmaschine EMA weist eine als zweite Rotorwelle 8 bezeichnete Rotorwelle auf, wohingegen die dritte Antriebsmaschine EMD eine als dritte Rotorwelle 9 bezeichnete Rotorwelle aufweist.
Die Hybridgetriebeeinheit 2 weist eine Hybridgetriebezentralwelle 10 auf, die drehfest mit der zweiten Rotorwelle 8 gekoppelt ist. Zudem ist die Hybridgetriebezentralwelle 10 im vorliegenden Beispiel mit der dritten Rotorwelle 9 drehfest gekoppelt oder koppelbar. Des Weiteren weist die Hybridgetriebeeinheit 2 ein erstes Planetengetriebe 11 auf, dessen Sonnenrad 12 drehfest auf der Hybridgetriebezentralwelle 10 sitzt. Die Hybridgetriebezentralwelle 10 erstreckt sich koaxial durch eine Hybridgetriebehohlwelle 13 der Hybridgetriebeeinheit 2 hindurch, wobei auf der Hybridgetriebehohlwelle 13 drehfest ein Hybridgetriebeantriebsrad 14 sitzt, das drehfest mit der Kurbelwelle 7 gekoppelt ist. Zudem sitzen auf der Hybridgetriebehohlwelle 13 drehfest ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad 15 und ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad 16, wobei insbesondere entlang der Hybridgetriebehohlwelle 13 zwischen den Hybridgetriebeabtriebsrädern 15, 16 das Hybridgetriebeantriebsrad 14 angeordnet ist. Zudem umfasst die Hybridgetriebeeinheit 2 ein drittes Hybridgetriebeabtriebsrad 17, das drehfest mit einem Planetenradträger 18 des ersten Planetengetriebes 11 verbunden ist.
Darüber hinaus weist die Hybridantriebseinrichtung 1 eine Abtriebseinheit 19 auf, die eine Abtriebseinheitswelle 20 umfasst. Dabei sitzt ein Finaldrive-Abtriebsrad 21 der Hybridantriebseinrichtung 1 bzw. der Hybridgetriebeeinheit 2 drehfest auf der Abtriebseinheitswelle 20. Ein erstes Abtriebseinheitantriebsrad 22 der Abtriebseinheit 19 sitzt auf der Abtriebseinheitswelle 20, wobei das erste Abtriebseinheitantriebsrad 22 und das erste Hybridgetriebeabtriebsrad 15 miteinander kämmen. Ferner sitzt ein zweites Abtriebseinheitantriebsrad 23 auf der Abtriebseinheitswelle 20 und kämmt dabei mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad 16. Weiter sitzt ein drittes Abtriebseinheitantriebsrad 24 auf der Abtriebseinheitswelle 20 und kämmt dabei mit dem dritten Hybridgetriebeabtriebsrad 17. Vorliegend kämmen die das Stirnradpaar 15, 22, das Stirnradpaar 16, 23 und das Stirnradpaar 17, 24 bildenden Stirnräder paarweise miteinander, indem die Stirnräder 15, 22 bzw. 16, 23 bzw. 17, 24 in direktem Zahneingriff miteinander stehen. Dabei ist das jeweilige Abtriebseinheitantriebsrad 22, 23, 24 zwar mittels der Abtriebseinheitswelle 20 gelagert, aber eine drehfeste Verbindung zwischen dem Abtriebseinheitantriebsrad 22, 23, 24 und der Abtriebseinheitswelle 20 ist davon abhängig, in welche Schaltstellung ein drittes Schaltelement SE3, ein viertes Schaltelement SE4 und/oder fünftes Schaltelement SE5 einer Schalteinrichtung SER der Hybridantriebseinrichtung 1 geschaltet ist.
Die Schalteinrichtung SER der Hybridantriebseinrichtung 1 weist ein erstes Schaltelement SE1, ein zweites Schaltelement SE2, das dritte Schaltelement SE3, das vierte Schaltelement SE4, das fünfte Schaltelement SE5 und vorliegend ein sechstes Schaltelement SE6 auf. Bei den Schaltelementen SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6 handelt es sich jeweils um ein formschlüssig wirkendes Schaltelement. Das jeweilige Schaltelement SE1-SE6 ist selektiv zwischen einer Kopplungsstellung und einer Entkopplungsstellung verstellbar.
In der Kopplungsstellung des ersten Schaltelements SE1 sind der Planetenradträger 18 und die Hybridgetriebezentralwelle 10 drehfest miteinander gekoppelt. Dementsprechend drehen das Sonnenrad 12 und der Planetenradträger 18 und infolgedessen ein Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebes 11 in der Kopplungsstellung des ersten Schaltelements SE1 mit einer gemeinsamen Winkelgeschwindigkeit. In der Entkopplungsstellung des ersten Schaltelements SE1 sind der Planetenradträger 18 und die Hybridgetriebezentralwelle 10 (folglich der Planetenradträger 18 und das Sonnenrad 12) voneinander entkoppelt, wodurch bei einem Drehen des Planetenradträger 18 Planetenräder 18a am Sonnenrad 12 abwälzen können bzw. eine Relativdrehung zwischen dem Planetenradträger 18 und dem Sonnenrad 12 freigegeben ist.
In der Kopplungsstellung des zweiten Schaltelements SE2 sind das Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebes 11 und die Hybridgetriebehohlwelle 13 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des zweiten Schaltelements SE2 das Hohlrad 25 und die Hybridgetriebehohlwelle 13 voneinander entkoppelt sind.
In der Kopplungsstellung des dritten Schaltelements SE3 sind die Abtriebseinheitswelle 20 und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 23 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des dritten Schaltelements SE3 die Abtriebseinheitswelle 20 und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad 23 voneinander entkoppelt sind.
In der Kopplungsstellung des vierten Schaltelements SE4 sind die Abtriebseinheitswelle 20 und das erste Abtriebseinheitantriebsrad 22 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des vierten Schaltelements SE4 die Abtriebseinheitswelle 20 und das erste Abtriebseinheitantriebsrad 22 voneinander entkoppelt sind.
In der Kopplungsstellung des fünften Schaltelements SE5 sind die Abtriebseinheitswelle 20 und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad 24 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des fünften Schaltelements SE5 die Abtriebseinheitswelle 20 und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad 24 voneinander entkoppelt sind.
In der Kopplungsstellung des sechsten Schaltelements SE6 sind die Abtriebseinheitswelle 20 und die dritte Rotorwelle 9 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des sechsten Schaltelements SE6 die Abtriebseinheitswelle 20 und die dritte Rotorwelle 9 voneinander entkoppelt sind. Auf das sechste Schaltelement SE6 kann verzichtet werden und die dritte Rotorwelle dauerhaft mit der Abtriebseinheitswelle 20 drehfest gekoppelt werden, wenn die dritte Antriebsmaschine EMD so ausgebildet ist, dass sie über einen gesamten zu erwartenden Drehzahlbereich bzw. über einen gesamten zu erwartenden Fahrgeschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs effizient betrieben werden kann.
Es geht aus den Fig. des Weiteren hervor, dass im vorliegenden Beispiel die Kurbelwelle 7 und die Hybridgetriebeeinheit 2 über eine der ersten Antriebsmaschine VKM zugeordnete, erste Eingangsgetriebestufe EG1 miteinander verbunden sind. Ein erstes Antriebsrad 26 der ersten Eingangsgetriebestufe EG1 und die Kurbelwelle 7 sind drehfest miteinander verbunden, wobei das erste Antriebsrad 26 und das Hybridgetriebeantriebsrad 14 direkt oder indirekt - vorliegend mittels eines einen Zugmittelquertrieb aufweisenden Quertriebs 27 - miteinander kämmen. Andere Quertriebsarten, etwa eine ein- oder mehrstufige Stirnradstufe etc., sind ebenso denkbar. Anders ausgedrückt: die Hybridgetriebeeinheit 2 und die Kurbelwelle 7 sind über die (im Beispiel den Zugmittelquertrieb aufweisende) erste Eingangsgetriebestufe EG1 miteinander verbunden. Ferner weist die Hybridantriebseinrichtung 1 vorliegend eine zweite Eingangsgetriebestufe EG2 auf, die der zweiten Antriebsmaschine EMA zugeordnet ist. Ein zweites Antriebsrad 28 der zweiten Eingangsgetriebestufe EG2 und die zweite Rotorwelle 8 sind drehfest miteinander verbunden, wobei ein zweites Abtriebsrad 29 der zweiten Eingangsgetriebestufe EG2 und die Abtriebseinheitswelle 20 drehfest miteinander verbunden sind. Dabei kämmen das zweite Antriebsrad 28 und das zweite Abtriebsrad 29 miteinander, vorliegend mittels eines weiteren Stirnrads 30. Mit anderen Worten sind die Hybridgetriebeeinheit 2 und die Rotorwelle 8 der zweiten Antriebsmaschine EMA über die (im Beispiel zweistufig ausgeführte) zweite Eingangsgetriebestufe EG2 miteinander verbunden. Über eine dritte Eingangsgetriebestufe EG3, die der dritten Antriebsmaschine EMD zugeordnet ist, sind die dritte Rotorwelle 9 und die Abtriebseinheitswelle 20 miteinander verbunden. Hierzu sind ein drittes Antriebsrad 31 der dritten Eingangsgetriebestufe EG3 und die dritte Rotorwelle 9 drehfest miteinander verbunden, und das dritte Antriebsrad 31 kämmt mit einem dritten Abtriebsrad 32 derselben Eingangsgetriebestufe EG3, wobei das dritte Abtriebsrad 32 und die Abtriebseinheitswelle 20 drehfest miteinander verbunden sind.
Die dritte Eingangsgetriebestufe EG3 weist vorliegend ein zweites Planetengetriebe 33 auf, dessen Sonnenrad 34 das dritte Antriebsrad 31 bildet, wobei ein Planetenradträger 35 des weiteren Planetengetriebes 33 und das dritte Abtriebsrad 32 direkt oder indirekt miteinander kämmen. Ein Hohlrad 36 des weiteren Planetengetriebes 33 und ein Gehäuse 37 der Hybridantriebseinrichtung 1 sind drehfest miteinander verbunden. Die dritte Eingangsgetriebestufe EG3 ist im vorliegenden Beispiel folgendermaßen ausgebildet: Sie weist ein mit dem Planetenradträger 35 des zweiten Planetengetriebes 33 kämmendes, erstes Zwischenrad 38 und ein mit dem dritten Abtriebsrad 32 kämmendes, zweites Zwischenrad 39 auf. Dabei ist das sechste Schaltelement SE6 zwischen den Zwischenrädern 38, 39 angeordnet. Die Zwischenräder 38, 39 sind insbesondere axial entlang einer gemeinsamen Zwischenwelle 40 angeordnet, entlang derer auch das sechste Schaltelement SE6 angeordnet ist. In der Kopplungsstellung des sechsten Schaltelements SE6 sind die Zwischenräder 38, 39 drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Entkopplungsstellung des sechsten Schaltelements SE6 die Zwischenräder 38, 39 voneinander entkoppelt sind.
In 1 sind ferner eine erste Schaltwalze SW1 und eine zweite Schaltwalze SW2 eines Schaltwalzensystems SWS der Hybridantriebseinrichtung 1 dargestellt. Dabei ist die erste Schaltwalze SW1 vorliegend als eine äußere Schalthohlwalze ausgeführt, wohingegen die zweite Schaltwalze SW2 als eine mit der Schalthohlwalze korrespondierende Schaltinnenwalze ausgebildet ist. Die Schaltwalzen SW1, SW2 sind koaxial miteinander gelagert, wobei die Schaltinnenwalze SW2 sich in die Schalthohlwalze SW2 hineinerstreckt. Dementsprechend ist das Schaltwalzensystem SWS vorliegend als ein Multiplex-Schaltwalzensystem ausgeführt, mittels dessen die Schaltelemente SE1-SE6 gemeinsam, einzeln und/oder gruppenweise zwischen den Schaltstellungen geschaltet werden, und zwar basierend auf einer vorgegebenen oder vorgebbaren Schaltreihenfolge. Die Schaltwalzen SW1, SW2 werden vorliegend mittels eines jeweiligen Schaltwalzenaktors 41, 42 angetrieben. Zwischen der jeweiligen Schaltwalze SW1, SW2 und dem jeweiligen Schaltwalzenaktor 41, 42 kann eine jeweilige ein- oder mehrstufige Aktorgetriebestufe 43, 44 vorgesehen sein. In 1 und 2 sind in Schaltkulissen des Schaltwalzensystems SWS eingreifende Führungsdorne mit den Zeichen A, B, C, D, E gekennzeichnet, wobei die zugehörigen Schaltgabeln in der Getriebetopologiedarstellung mit dem jeweils gleichen Zeichen A-E gekennzeichnet sind. Am Beispiel der Schaltgabel A bzw. des Führungsdorns A bedeutet das, dass der mit der Schaltgabel A verbundene Führungsdorn A in die in den Fig. ganz links dargestellte Schaltkulisse des Schaltwalzensystems SWS eingreift. Indem der Führungsdorn A mittels eines Drehens der Schaltwalze SW1 und/oder SW2 bewegt wird, wird die Schaltgabel A korrespondierend dazu bewegt, wodurch das zweite Schaltelement SE2 in die Entkopplungs- oder in die Kopplungsstellung geschaltet wird.
2 zeigt eine getriebetopologische Ansicht der Hybridantriebseinrichtung 1 in zweiter Ausgestaltung. Es wird im Folgenden lediglich auf Unterschiede zur ersten Ausgestaltung eingegangen. Im Gegensatz zur ersten Ausgestaltung, bei der die dritte Antriebsmaschine EMD als dritte Rotorwelle 9 eine Rotorhohlwelle aufweist, durch welche hindurch sich eine Radantriebwelle 45 erstreckt. Dadurch ist die dritte Antriebsmaschine EMD gemäß der ersten Ausgestaltung beim Kraftfahrzeug besonders nah an der Radantriebwelle 45 angeordnet. Gemäß der zweiten Ausgestaltung ist nun die zweite Antriebsmaschine EMA besonders nah an der Radantriebwelle 45 angeordnet. Hierzu ist die zweite Rotorwelle 8 als Rotorhohlwelle ausgeführt, sodass beim Kraftfahrzeug sich die Radantriebwelle 45 durch die zweite Rotorwelle 8 hindurcherstreckt. Zudem ist die dritte Eingangsgetriebestufe EG3 ohne das zweite Planetengetriebe 33 ausgebildet. Stattdessen weist die Hybridantriebseinrichtung 1 in zweiter Ausgestaltung als dritte Eingangsgetriebestufe EG3 im vorliegenden Beispiel einen mehrstufigen Stirnradsatz 46 mit zwei Vorgelegen 47, 48 auf. Ein erstes Vorgelegeantriebsrad 49 ist über eine erste Vorgelegewelle drehfest mit einem ersten Vorgelegeabtriebsrad 50 verbunden, und ein zweites Vorgelegeantriebsrad 51 ist über eine zweite Vorgelegewelle drehfest mit einem zweiten Vorgelegeabtriebsrad 52 verbunden. Das erste Vorgelegeantriebsrad 49 und das dritte Antriebsrad 31 kämmen miteinander, das erste Vorgelegeabtriebsrad 50 und das zweite Vorgelegeantriebsrad 51 kämmen miteinander, und das zweite Vorgelegeabtriebsrad 52 kämmt mit dem dritten Abtriebsrad 32, das gemäß der zweiten Ausgestaltung der Hybridantriebseinrichtung 1 durch das Finaldrive-Abtriebsrad 21 gebildet ist. Dabei ist das sechste Schaltelement SE6 so angeordnet, das in dessen Kopplungsstellung zweite Vorgelegeantriebsrad 51 und das zweite Vorgelegeabtriebsrad 52 drehfest miteinander verbunden sind, wohingegen in der Entkopplungsstellung des sechsten Schaltelements SE6 die Vorgelegeräder 51, 52 voneinander entkoppelt sind.
Die Hybridantriebseinrichtung 1 (sowohl erster Ausgestaltung als auch zweiter Ausgestaltung) ist in die Schaltzustände verstellbar, die in 2 in der Schaltzustandstabelle angegeben sind. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, eine mechanische Übertragungsstufe für einen hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich mit einer zweiten, abkoppelbaren elektrischen Maschine in sogenannter P3-Anordnung zu kombinieren. Eine Kombination aus drei drehzahlfesten Übersetzungsstufen (Festgang: FG1, FG2, FG3), einer drehmomentfesten Übersetzungsstufe (eCVT), einer reinelektrischen Fahrstufe (eGang) und einem seriellen Modus (Seriell) hat sich hier als 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 ist das Schaltelement SE1 in dessen Entkopplungsstellung geschaltet, während gleichzeitig das Schaltelement SE2 in dessen Kopplungsstellung geschaltet ist. Zudem ist das Schalelement SE5 in dessen Kopplungsstellung geschaltet. Im Sachaltzustand eCVT kann die dritte Antriebsmaschine EMD mit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs herangezogen werden, dann ist diese über das Schaltelement SE6 (sofern vorhanden) mit der Abtriebseinheitswelle 20 gekoppelt. Alternativ kann die dritte Antriebsmaschine EMD deaktiviert sein, wobei dann das Schaltelement SE6 geöffnet ist, das heißt in die Entkopplungsstellung verstellt ist.
Im Schaltzustand FG1 der Hybridantriebseinrichtung 1 sind die Schaltelemente SE1, SE2 und SE5 geschlossen (Kopplungsstellung), was bedeutet, dass das erste Planetengetriebe 11 verblockt läuft, da mittels des in die Kopplungsstellung geschalteten Schaltelements SE1 die Hybridgetriebezentralwelle 10 und infolgedessen das Sonnenrad 12 sowie der Planetenradträger 18 drehfest miteinander verbunden sind. So drehen die Hybridgetriebehohlwelle 13, die in FG1 mittels der ersten Antriebsmaschine VKM angetrieben wird, und das Hohlrad 25, das in FG1 mittels des Schaltelements SE2 drehfest an die Hybridgetriebehohlwelle 13 gekoppelt ist, mit gleicher Winkelgeschwindigkeit.
Im Schaltzustand FG2c sind die Schaltelemente SE2, SE4 und SE5 in Kopplungsstellung, wohingegen die Schaltelemente SE1 und SE2 in Entkopplungsstellung sind. Um in einen eCVT-basierten Schaltzustand FG2e zu schalten, werden die Schaltelemente SE1 und SE2 gewechselt, das heißt das Schaltelement SE1 in die Kopplungsstellung und das Schaltelement SE2 in die Entkopplungsstellung verstellt.
In einem Schaltzustand FG3c sind die Schaltelemente SE2, SE3 und SE5 in Kopplungsstellung, wohingegen die Schaltelemente SE1 und SE4 in Entkopplungsstellung sind. Um in einen eCVT-basierten Schaltzustand FG3e zu schalten, werden die Schaltelemente SE1 und SE2 gewechselt, das heißt das Schaltelement SE1 in die Kopplungsstellung und das Schaltelement SE2 in die Entkopplungsstellung verstellt.
In einem als eGang bezeichneten Schaltzustand der Hybridantriebseinrichtung 1 wird das Kraftfahrzeug mittels der Antriebsmaschinen EMA, EMD angetrieben/fortbewegt. Dabei sind die Schaltelemente SE1 und SE6 in der Kopplungsstellung, wohingegen die Schaltelemente SE2-SE5 geöffnet, also in die jeweilige Entkopplungsstellung geschaltet sind.
Im Schaltzustand Seriell wird das Kraftfahrzeug mittelbar durch die erste Antriebsmaschine VKM angetrieben, indem mittels der ersten Antriebsmaschine VKM die zweite Antriebsmaschine EMA bei geschlossenen Schaltelementen SE1, SE2 über das erste Planetengetriebe 11 in einem generatorischen Betrieb betrieben wird. Hierbei sind die Schaltelemente SE3-SE5 in die jeweilige Entkopplungsstellung geschaltet. 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 das Kraftfahrzeug bei geschlossenem Schaltelement SE6 fortbewegbar bzw. antreibbar. 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.
Bezugszeichenliste

1: Hybridantriebseinrichtung
2: Hybridgetriebeeinheit
3: Verteilergetriebe
4: Kraftfahrzeugachse
5: Stirnraddifferenzial
6: Kegelraddifferenzial
7: Kurbelwelle
8: zweite Rotorwelle
9: dritte Rotorwelle
10: Hybridgetriebezentralwelle
11: erstes Planetengetriebe
12: Sonnenrad
13: Hybridgetriebehohlwelle
14: Hybridgetriebeantriebsrad
15: erstes Hybridgetriebeabtriebsrad
16: zweites Hybridgetriebeabtriebsrad
17: drittes Hybridgetriebeabtriebsrad
18: Planetenradträger
18a: Planetenrad
19: Abtriebseinheit
20: Abtriebseinheitswelle
21: Finaldrive-Abtriebsrad
22: erstes Abtriebseinheitantriebsrad
23: zweites Abtriebseinheitantriebsrad
24: drittes Abtriebseinheitantriebsrad
25: Hohlrad
26: erstes Antriebsrad
27: Quertrieb
28: zweites Antriebsrad
29: zweites Abtriebsrad
30: Stirnrad
31: drittes Antriebsrad
32: drittes Abtriebsrad
33: zweites Planetengetriebe
34: Sonnenrad
35: Planetenradträger
36: Hohlrad
37: Gehäuse
38: erstes Zwischenrad
39: zweites Zwischenrad
40: Zwischenwelle
41: Schaltwalzenaktor
42: Schaltwalzenaktor
43: Aktorgetriebestufe
44: Aktorgetriebestufe
45: Radantriebwelle
46: Stirnradsatz
47: Vorgelege
48: Vorgelege
49: erstes Vorgelegeantriebsrad
50: erstes Vorgelegeabtriebsrad
51: zweites Vorgelegeantriebsrad
52: zweites Vorgelegeabtriebsrad
A: Schaltgabel bzw. Führungsdorn
B: Schaltgabel bzw. Führungsdorn
C: Schaltgabel bzw. Führungsdorn
D: Schaltgabel bzw. Führungsdorn
E: Schaltgabel bzw. Führungsdorn
T: Topologieausschnitt
VKM: erste Antriebsmaschine
EMA: zweite Antriebsmaschine
EMD: dritte Antriebsmaschine
SER: Schalteinrichtung
SE1: Schaltelement
SE2: Schaltelement
SE3: Schaltelement
SE4: Schaltelement
SE5: Schaltelement
SE6: Schaltelement
EG1: Eingangsgetriebestufe
EG2: Eingangsgetriebestufe
EG3: Eingangsgetriebestufe
SWS: Schaltwalzensystem
SW1: Schaltwalze
SW2: Schaltwalze
X: Kopplungsstellung
O: Entkopplungsstellung

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

Hybridantriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die aufweist: - eine erste Antriebsmaschine (VKM), die als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt ist und eine Kurbelwelle (7) aufweist, sowie eine als elektrische Maschine ausgeführte, zweite Antriebsmaschine (EMA), die eine zweite Rotorwelle (8) aufweist, - eine Hybridgetriebeeinheit (2), aufweisend: - eine Hybridgetriebezentralwelle (10), die drehfest mit der zweiten Rotorwelle (8) gekoppelt ist, - ein Planetengetriebe (11), dessen Sonnenrad (12) drehfest auf der Hybridgetriebezentralwelle (10) sitzt, - eine koaxial zur Hybridgetriebezentralwelle (10) gelagerte Hybridgetriebehohlwelle (13), auf der drehfest ein Hybridgetriebeantriebsrad (14) sitzt, das drehfest mit der Kurbelwelle (7) gekoppelt ist, - ein erstes Hybridgetriebeabtriebsrad (15) und ein zweites Hybridgetriebeabtriebsrad (16), die drehfest auf der Hybridgetriebehohlwelle (13) sitzen, sowie ein drittes Hybridgetriebeabtriebsrad (17), das drehfest mit einem Planetenradträger (18) des Planetengetriebes (11) verbunden ist, - eine Abtriebseinheit (19), aufweisend: - eine Abtriebseinheitswelle (20), - ein auf der Abtriebseinheitswelle (20) drehfest sitzendes Finaldrive-Abtriebsrad (21), - ein erstes Abtriebseinheitantriebsrad (22), das mit dem ersten Hybridgetriebeabtriebsrad (15) kämmt, ein zweites Abtriebseinheitantriebsrad (23), das mit dem zweiten Hybridgetriebeabtriebsrad (16) kämmt, und ein drittes Abtriebseinheitantriebsrad (24), das mit dem dritten Hybridgetriebeabtriebsrad (17) kämmt, - eine Schalteinrichtung (SER) mit Schaltelementen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5), mittels derer je nach Schaltstellung des entsprechenden Schaltelements (SE1-SE5) folgende Getriebeelemente der Hybridantriebseinrichtung (1) selektiv drehfest miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind: - mittels eines ersten Schaltelements (SE1) der Planetenradträger (18) und die Hybridgetriebezentralwelle (10), - mittels eines zweiten Schaltelements (SE2) ein Hohlrad (25) des Planetengetriebes (11) und die Hybridgetriebehohlwelle (13), - mittels eines dritten Schaltelements (SE3) die Abtriebseinheitswelle (20) und das zweite Abtriebseinheitantriebsrad (23), - mittels eines vierten Schaltelements (SE4) die Abtriebseinheitswelle (20) und das erste Abtriebseinheitantriebsrad (22), - mittels eines fünften Schaltelements (SE5) die Abtriebseinheitswelle (20) und das dritte Abtriebseinheitantriebsrad (24).
Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als elektrische Maschine ausgeführte, dritte Antriebsmaschine (EMD), deren dritte Rotorwelle (9) und die Abtriebseinheitswelle (20) miteinander drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar sind.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SER) ein sechstes Schaltelement (SE6) aufweist, das zwischen einer Kopplungsstellung, in welcher die dritte Rotorwelle (9) und die Abtriebseinheitswelle (20) drehfest miteinander gekoppelt sind, und einer Entkopplungsstellung, in welcher die dritte Rotorwelle (9) und die Abtriebseinheitswelle (20) voneinander entkoppelt sind, verstellbar ist.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine erste Eingangsgetriebestufe (EG1), deren erstes Antriebsrad (26) und die Kurbelwelle (7) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Antriebsrad (26) und das Hybridgetriebeantriebsrad (14) direkt oder indirekt miteinander kämmen, und/oder - eine zweite Eingangsgetriebestufe (EG2), deren zweites Antriebsrad (28) und die zweite Rotorwelle (9) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem zweiten Antriebsrad (28) direkt oder indirekt kämmendes, zweites Abtriebsrad (29) der zweiten Eingangsgetriebestufe (EG2) und die Hybridgetriebezentralwelle (10) drehfest miteinander verbunden sind, und/oder
Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3 oder nach Anspruch 4 in Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine dritte Eingangsgetriebestufe (EG3), deren drittes Antriebsrad (31) und die dritte Rotorwelle (9) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein mit dem dritten Antriebsrad (31) direkt oder indirekt kämmendes, drittes Abtriebsrad (32) der dritten Eingangsgetriebestufe (EG3) und die Abtriebseinheitswelle (20) drehfest miteinander verbunden sind.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Eingangsgetriebestufe (EG3) ein weiteres Planetengetriebe (33) aufweist, dessen Sonnenrad (34) das dritte Antriebsrad (31) bildet, wobei ein Planetenradträger (35) des weiteren Planetengetriebes (33) und das dritte Abtriebsrad (32) direkt oder indirekt miteinander kämmen, und wobei ein Hohlrad (36) des weiteren Planetengetriebes (33) und ein Gehäuse (37) der Hybridantriebseinrichtung (1) drehfest miteinander verbunden sind.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach den Ansprüchen 3 und 6 oder nach Anspruch 4 in Rückbezug auf die Ansprüche 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Eingangsgetriebestufe (EG3) ein mit dem Planetenradträger (35) des weiteren Planetengetriebes (33) kämmendes Zwischenrad (38, 39) aufweist, wobei das sechste Schaltelement (SE6) zwischen dem Zwischenrad (38, 39) und dem dritten Abtriebsrad (32) angeordnet ist, und in der Kopplungsstellung des sechsten Schaltelements (SE6) das Zwischenrad (38, 39) und das dritte Abtriebsrad (32) mittels des sechsten Schaltelements (SE6) drehfest miteinander gekoppelt sind, wohingegen in der Entkopplungsstellung des sechsten Schaltelements (SE6) das Zwischenrad (38, 39) und das dritte Abtriebsrad (32) voneinander entkoppelt sind.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schaltwalzensystem (SWS), dessen Schaltwalzen (SW1, SW2) dazu eingerichtet sind, die Schaltelemente (SE1-SE6) der Schalteinrichtung (SER) gemäß einer vorgegebenen Schaltreihenfolge gemeinsam zwischen deren Schaltstellungen zu verstellen.
Hybridantriebseinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwalzensystem (SWS) als ein Multiplex-Schaltwalzensystem ausgeführt ist, wobei eine der Schaltwalzen (SW1, SW2) als eine äußere Schalthohlwalze (SW1) und eine weitere der Schaltwalzen (SW1, SW2) als eine koaxial in der Schalthohlwalze (SW1) angeordnete Schaltinnenwalze (SW2) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug mit einer nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführten Hybridantriebseinrichtung (1).