DE102022206208A1 - Hybrid-Getriebe mit nur einer Vorgelegewelle - Google Patents

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Stefan Beck
Fabian Kutter
Michael Wechs
Thomas Martin
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Max Bachmann
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer ersten Zwischenwelle (28); einer zweiten Zwischenwelle (30); einem Planetenradsatz (RS), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der zweiten Zwischenwelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (32), die mit einem Abtrieb (34) des Hybridgetriebes antriebswirksam verbunden ist; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F, G) zum Einlegen der Gangstufen, wobei die erste Zwischenwelle mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und bei einem Stirnradpaar (ST2, ST3) ein Losrad des Stirnradpaars mit dem Festrad des Stirnradpaars tauschbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.
  • Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei können sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht werden. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.
  • Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher.
  • Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.
  • Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein Hybridgetriebe mit einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem elektrodynamisches Anfahren möglich ist. Weiterhin soll bevorzugt eine Antriebstrangkonfiguration für eine Front-Quer oder Heck-Quer Anordnung realisiert werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:
    • einer ersten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer ersten Zwischenwelle;
    • einer zweiten Zwischenwelle;
    • einem Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der zweiten Zwischenwelle verbunden ist;
    • einer Vorgelegewelle, die mit einem Abtrieb des Hybridgetriebes antriebswirksam verbunden ist;
    • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren zum Bilden von Gangstufen; und
    • mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen; wobei
    • die erste Zwischenwelle mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und
    • bei einem Stirnradpaar ein Losrad des Stirnradpaars mit dem Festrad des Stirnradpaars tauschbar ist.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit:
    • einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert;
    • einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und
    • einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist.
  • Weiterhin wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs wie zuvor definiert.
  • Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug, mit
    einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
    einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug sowie das Verfahren entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und eine zweite Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer elektrischen Antriebsmaschine kann technisch einfach ein kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Eine erste Zwischenwelle und eine zweite Zwischenwelle ermöglichen ein hochvariables Hybridgetriebe, das mit nur einer einzigen Vorgelegewelle einen hohen Funktionsumfang bei kompaktem Baumaß ermöglicht. Insbesondere kann ein Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem bis zu drei Verbrennungsgangstufen und bis zu zwei reine Elektrogangstufen eingerichtet werden können. Ein Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der zweiten Zwischenwelle verbunden ist, ermöglicht sowohl das Einrichten von wenigstens zwei reinen Elektrogangstufen als auch das Einrichten eines elektrodynamischen Überlagerungszustands. Dadurch dass die erste Zwischenwelle mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar, insbesondere lösbar verbindbar ist, kann ein hocheffizienter rein elektrischer Fahrbetrieb mit dem Hybridgetriebe eingerichtet werden. Durch eine Tauschbarkeit eines Losrads mit einem Festrad wenigstens eines bevorzugt von zwei Stirnradpaaren kann ein bezüglich des Bauraumbedarfs flexibles Hybridgetriebe geschaffen werden, insbesondere kann ein Hybridgetriebe geschaffen werden, bei dem die Schaltelemente vorteilhaft mit Aktoren erreichbar sind.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein an der ersten Getriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad eines Stirnradpaars dazu ausgebildet, mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine verbunden zu werden. Vorzugsweise wird die zweite elektrische Antriebsmaschine mittels eines Zugmittelgetriebes oder einer Zahnradkette in Triebverbindung mit dem vorgenannten Zahnrad gebracht. Durch eine Zahnradkette kann effizient eine Anbindung einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine erfolgen. Es kann auf ein zusätzliches Zahnrad an der ersten Getriebeeingangswelle zur Anbindung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine verzichtet werden. Es versteht sich, dass auch eine Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine mit einem zusätzlichen Anbindungszahnrad an der ersten Getriebeeingangswelle erfolgen kann, hierbei kann eine Übersetzung beim Anbinden der zweiten elektrischen Antriebsmaschine aus einem breiteren Bereich gewählt werden. Besonders bevorzugt ist die zweite elektrische Antriebsmaschine achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst ein erstes Stirnradpaar zwei Festräder und verbindet die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der Vorgelegewelle. Hierdurch kann eine hocheffiziente und verlustarme Verbindung zwischen der zweiten Zwischenwelle und der Vorgelegewelle eingerichtet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Getriebeeingangswelle, die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle koaxial zueinander angeordnet. Ergänzend oder alternativ sind die erste Getriebeeingangswelle und die erste Zwischenwelle als Vollwellen ausgebildet. Weiterhin ergänzend oder alternativ sind die zweite Getriebeeingangswelle und die zweite Zwischenwelle als Hohlwellen ausgebildet. Ergänzend oder alternativ umgibt die zweite Zwischenwelle die erste Zwischenwelle zumindest abschnittsweise. Schließlich umgibt weiterhin ergänzend oder alternativ die zweite Getriebeeingangswelle die zweite Zwischenwelle zumindest abschnittsweise. Durch die koaxiale Anordnung und das zumindest teilweise Umgeben von einigen der vorgenannten Getriebewellen kann ein hochkompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare und einen Planetenradsatz zum Bilden von drei Verbrennungsgangstufen, zwei Elektrogangstufen und einem elektrodynamischen Überlagerungszustand. Hierdurch kann ein kompaktes Hybridgetriebe mit wenig Zahneingriffen geschaffen werden, das einen hohen Funktionsumfang aufweist und technisch einfach anzusteuern ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine auf. Es versteht sich, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung als Klauenschaltelement oder als Reibschaltelement ausgebildet sein kann. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Verbrennungsmaschine vom Hybridgetriebe entkoppelt werden und so ein hocheffizienter, rein elektrischer Fahrmodus mittels des Hybridgetriebes eingerichtet werden. Eine Reibkupplung ermöglicht zudem einen sogenannten Schwungstart der Verbrennungsmaschine und kann als Anfahrelement für die Verbrennungsmaschine dienen. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Variabilität und die Effizienz des Hybridgetriebes erhöht werden. Ferner kann eine Verbrennungsmaschinenkupplung aus funktionssicherheitstechnischen Gründen Anwendung in einem Hybridgetriebe finden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorgelegewelle schaltelementfrei ausgebildet. Hierdurch kann die Vorgelegewelle schnell und kosteneffizient gefertigt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Zwischenwelle mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden, die zweite Zwischenwelle mit einem Planetenradträger des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden und die zweite Getriebeeingangswelle mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden. Alternativ ist die erste Zwischenwelle mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden, die zweite Zwischenwelle mit einem Planetenradträger des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden und die zweite Getriebeeingangswelle mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden. Durch die beiden oben offenbarten alternativen Anbindungen am Planetenradsatz kann eine hohe Flexibilität bezüglich der Übersetzung des elektrodynamischen Überlagerungszustands und der beiden Elektrogangstufen erreicht werden. Es kann ein Getriebebausatz geschaffen werden, der hochvariabel für verschiedene Anwendungsgebiete anpassbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle mittels eines zweiten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein drittes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle mittels eines dritten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Zwischenwelle antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein fünftes Schaltelement dazu ausgebildet, ein Element des Planetenradsatzes festzusetzen. Ergänzend oder alternativ ist ein sechstes Schaltelement dazu ausgebildet, den Planetenradsatz zu verblocken. Schließlich ist weiterhin ergänzend oder alternativ vorzugsweise ein siebtes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mittels eines ersten Stirnradpaars mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltelemente können mit dem Hybridgetriebe bis zu drei Verbrennungsgangstufen, teilweise in mehreren Varianten, eingerichtet werden. Zudem können zwei Elektrogangstufen sowie ein elektrodynamischer Überlagerungszustand eingerichtet werden. Vorzugsweise kann jede Gangstufe sowie der elektrodynamische Überlagerungszustand durch Einlegen eines einzigen Schaltelements eingerichtet werden, wobei eine Variante einer Verbrennungsgangstufe durch Einlegen eines weiteren Schaltelements einrichtbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Formschlüssige Schaltelemente ermöglichen ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe. Der technische Aufbau und der Betrieb des Hybridgetriebes können durch ein Doppelschaltelement weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eine zweite elektrische Antriebsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist und vorzugsweise achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Durch eine zweite elektrische Antriebsmaschine kann ein Funktionsumfang des Hybridgetriebes erweitert werden. Insbesondere ist ein Start der Verbrennungsmaschine aus rein elektrischer Fahrt sowie eine Bordnetzversorgung möglich. Ferner kann durch die zweite elektrische Antriebsmaschine ein serielles Kriechen und/oder Fahren sowohl vorwärts als auch rückwärts erfolgen. Besonders bevorzugt kann die zweite elektrische Antriebsmaschine die Verbrennungsmaschine bei einer Drehzahlregelung beim Ankoppeln und bei Schaltungen unterstützen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Koaxialmaschine ausgebildet. Ergänzend sind der Planetenradsatz und/oder zwei Schaltelemente der Schaltelemente zum Einlegen der Gangstufen zumindest abschnittsweise axial und/oder radial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Hierdurch kann eine axiale Kompaktheit des Antriebsstrangs weiter verbessert werden. Insbesondere kann ein bauraumeffizienter Antriebsstrang geschaffen werden. Eine Koaxialmaschine ermöglicht ein direktes Anbinden der ersten elektrischen Antriebsmaschine an die zweite Getriebeeingangswelle, sodass auf weitere Anbindungsmittel wie Zahnräder oder ein Zugmittelgetriebe zum Anbinden der ersten elektrischen Antriebsmaschine verzichtet werden kann. Es kann ein hocheffizienter und gewichtsoptimierter Antriebsstrang geschaffen werden.
  • Ein Festsetzen eines Elements eines Planetenradsatzes ist insbesondere als ein Blockieren einer Drehung des Elements um seine Rotationsachse zu verstehen. Vorzugsweise wird dabei das Element mittels eines Schaltelements drehfest mit einem statischen Bauteil wie einem Rahmen und/oder einem Getriebegehäuse verbunden. Es ist auch denkbar, das Element bis zu einem Stillstand zu bremsen.
  • Ein Verblocken eines Planetenradsatzes umfasst ein antriebswirksames Verbinden zweier Zahnräder und/oder des Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes, sodass diese gemeinsam mit der gleichen Umdrehungszahl um denselben Punkt, vorzugsweise den Mittelpunkt des Planetenradsatzes, rotieren. Beim Verblocken zweier Zahnräder und/oder eines Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes wirkt der Planetenradsatz vorzugsweise wie eine Welle, es findet insbesondere keine Übersetzung im Planetenradsatz statt.
  • Unter „antriebswirksam verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung und/oder ein Umschlingungsmittel, insbesondere ein Zugmittelgetriebe, erfolgen.
  • Unter „antriebswirksam verbindbar“, „kann antriebswirksam verbunden werden“ oder „ist zum antriebswirksamen Verbinden ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein schaltbares Verbinden zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welches in einem geschlossenen Zustand zu einer temporären Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand überträgt das schaltbare Verbinden vorzugsweise temporär im Wesentlichen keine Drehzahl, kein Drehmoment und/oder keine Antriebsleistung.
  • Unter Standladen bzw. Laden-in-Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.
  • Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.
  • Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder von der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.
  • Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein.
  • Beim seriellen Fahren oder Kriechen wird eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs generatorisch von einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben. Die so erzeugte Energie wird dann einer weiteren elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, um Antriebsleistung bereitzustellen.
  • Eine elektrische Fahrzeugachse, oder kurz elektrische Achse, ist vorzugsweise eine Nicht-Haupt-Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, bei der mittels einer elektrischen Antriebsmaschine Antriebsleistung auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine auch mittels eines Getriebes angebunden sein kann. Mittels einer elektrischen Achse kann ganz oder teilweise eine Zugkraft aufrechterhalten werden, wenn im Getriebe für eine Haupt-Antriebsachse ein Gangwechsel erfolgt. Ferner kann mittels einer elektrischen Achse zumindest teilweise eine Allrad-Funktionalität eingerichtet werden.
  • Ein elektrodynamisches Anfahrelement (EDA) bewirkt, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl stattfindet, sodass ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand bei laufender Verbrennungsmaschine, vorzugsweise ohne Reibkupplung, möglich ist. Dabei stützt die elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment ab. Vorzugsweise ist die Verbrennungsmaschine nicht mehr durch eine Anfahrkupplung oder dergleichen vom Getriebe trennbar. Durch Verwenden eines EDAs können vorzugsweise Anlasser, Generator und Anfahrkupplung beziehungsweise hydrodynamischer Wandler entfallen. Dabei baut ein EDA insbesondere so kompakt, dass alle Komponenten im serienmäßigen Kupplungsgehäuse ohne Verlängerung des Getriebes Platz finden. Das elektrodynamische Anfahrelement kann beispielsweise über einen weich abgestimmten Torsionsdämpfer fest mit einer Verbrennungsmaschine und insbesondere einem Schwungrad einer Verbrennungsmaschine verbunden sein. Somit können die elektrische Antriebsmaschine und die Verbrennungsmaschine wahlweise gleichzeitig oder alternativ betrieben werden. Hält das Kraftfahrzeug an, können elektrische Antriebsmaschine und Verbrennungsmaschine abgeschaltet werden. Aufgrund einer guten Regelbarkeit der elektrischen Antriebsmaschine wird eine sehr hohe Anfahrqualität erreicht, die der eines Antriebs mit Wandlerkupplung entsprechen kann.
  • Bei einer sogenannten elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie beim EDA-Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine angepasst, sodass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, sodass das einzulegende Schaltelement synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Das elektrodynamische Schaltverfahren hat den Vorteil, dass das zu schaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zusammenspiel der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine synchronisiert wird, wobei die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise präzise regelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS-Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine im Hybridgetriebe summieren.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;
    • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 3 eine vereinfachte schematische Darstellung des Hybridgetriebes der 2;
    • 4 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 2 und 3;
    • 5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 6 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 7 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 8 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 9 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und
    • 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Hybridgetriebes 18 mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine optionale zweite elektrischen Antriebsmaschine 20, die mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Anbindung erfolgen kann, sodass das Hybridgetriebe 18 mit der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14, der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der optionalen zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 dient.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeeingangswelle 24, eine zweite Getriebeeingangswelle 26, eine erste Zwischenwelle 28 und eine zweite Zwischenwelle 30 auf. Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist dazu ausgebildet, Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 in das Hybridgetriebe 18 zu übertragen. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist dazu ausgebildet, Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 in das Hybridgetriebe 18 zu übertragen.
  • Ferner umfasst das Hybridgetriebe 18 eine Vorgelegewelle 32, insbesondere eine einzige Vorgelegewelle 32, sowie einen Planetenradsatz RS.
  • Zudem umfasst das Hybridgetriebe 18 drei Stirnradpaare, die mit ST1 bis ST3 bezeichnet sind, sowie sechs Schaltelemente, die mit A bis F bezeichnet sind.
  • Das erste Stirnradpaar ST1 umfasst ein an der zweiten Zwischenwelle 30 angeordnetes Festrad, das mit einem an der Vorgelegewelle 32 angeordneten Festrad in Eingriff ist.
  • Das zweite Stirnradpaar ST2 umfasst ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Festrad, das mit einem an der Vorgelegewelle 32 angeordneten Losrad in Eingriff ist.
  • Das dritte Stirnradpaar ST3 umfasst ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Festrad, das mit einem an der Vorgelegewelle 32 angeordneten Losrad in Eingriff ist.
  • Die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 ist als optional anzusehen, kann jedoch über ein Zugmittelgetriebe mit dem Festrad des dritten Stirnradpaars ST3 antriebswirksam verbunden werden. Hierbei ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet.
  • Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist als Koaxialmaschine ausgebildet, wobei der Planetenradsatz RS und ein Doppelschaltelement zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet sind.
  • Ein Hohlrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 28 verbunden.
  • Ein Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der zweiten Zwischenwelle 30 verbunden.
  • Ein Sonnenrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden.
  • Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist in dem gezeigten Beispiel zweiteilig ausgeführt, wobei eine erste Teilwelle einen Rotor der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 antriebswirksam mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbindet und eine zweite Teilwelle den Rotor der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 mit einem Doppelschaltelement verbindet.
  • Ein erstes Schaltelement A ist dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle 30 antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 zu verbinden.
  • Ein zweites Schaltelement B ist dazu ausgebildet, das zweite Stirnradpaar ST2 antriebswirksam zu schalten, also das an der Vorgelegewelle 32 angeordnete Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 32 zu verbinden.
  • Ein drittes Schaltelement C ist dazu ausgebildet, das dritte Stirnradpaar ST3 antriebswirksam zu schalten.
  • Ein viertes Schaltelement D ist dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle 24 antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 28 zu verbinden.
  • Ein fünftes Schaltelement E ist dazu ausgebildet, die erste Zwischenwelle 28 und folglich das Hohlrad des Planetenradsatzes RS festzusetzen.
  • Ein sechstes Schaltelement F ist dazu ausgebildet, den Planetenradsatz RS zu verblocken. In dem gezeigten Beispiel wird der Planetenradsatz RS durch antriebswirksames Verbinden des Sonnenrads über die beiden Teilwellen der zweiten Getriebeeingangswelle 26 und einen Rotor der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes RS über die erste Zwischenwelle 28 verblockt. Es versteht sich, dass weitere Verblockungsvarianten denkbar sind, bei denen zwei der drei Planetenradsatzelemente des Planetenradsatzes RS antriebswirksam miteinander verbunden werden.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 und die erste Zwischenwelle 28 sind als Vollwellen ausgebildet. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 und die zweite Zwischenwelle 30 sind als Hohlwellen ausgebildet.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24, die zweite Getriebeeingangswelle 26, die erste Zwischenwelle 28, die zweite Zwischenwelle 30, der Planetenradsatz RS und die erste elektrische Antriebsmaschine 14 sind koaxial zueinander angeordnet.
  • Die zweite Zwischenwelle 30 umgibt die erste Zwischenwelle 28 zumindest abschnittsweise und die zweite Getriebeeingangswelle 26 umgibt die zweite Zwischenwelle 30 zumindest abschnittsweise.
  • An der Vorgelegewelle 32 ist ein Abtriebszahnrad angeordnet, das Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe 18 zu einem Differential eines Abtriebs 34 überträgt.
  • Das erste Schaltelement A ist mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Das zweite Schaltelement B ist mit dem dritten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Das fünfte Schaltelement E ist mit dem sechsten Schaltelement F zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Vorzugsweise können alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente ausgebildet sein.
  • In 3 ist nach der Art eines Schaltplans eine Funktionsprinzip-Skizze des Hybridgetriebes 18 gemäß der 2 gezeigt.
  • Die Antriebsmaschinen 14, 16, 20 sind als Vierecke dargestellt. Die Stirnradpaare ST1 bis ST3 sind als kleinere Vierecke dargestellt. Die Wellen bzw. die antriebswirksamen Verbindungen sind als einfache Linien dargestellt. Die Schaltelemente sind nach Art eines elektrischen Schalters und der Planetenradsatz RS ist als Kreis dargestellt.
  • Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist mit dem Planetenradsatz RS verbunden, wobei der Planetenradsatz RS durch Schließen des sechsten Schaltelements F verblockt werden kann. Zudem kann ein Element des Planetenradsatzes RS durch Schließen des fünften Schaltelements E festgesetzt werden, also mit einem gehäusefesten Bauteil antriebswirksam verbunden werden.
  • Ein weiteres Element des Planetenradsatzes RS ist über das erste Stirnradpaar ST1 antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 32 verbunden und kann durch Einlegen des ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden werden.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist mit der Verbrennungsmaschine 16 und vorzugsweise der optionalen elektrischen Antriebsmaschine 20 verbunden. Ferner kann die erste Getriebeeingangswelle 24 durch Schließen des vierten Schaltelements D antriebswirksam über die erste Zwischenwelle 28 mit dem Planetenradsatz RS verbunden werden.
  • Zudem kann die erste Getriebeeingangswelle 24 über das zweite Stirnradpaar ST2 durch Schließen des zweiten Schaltelements B und das dritte Stirnradpaar ST3 durch Schließen des dritten Schaltelements C mit der Vorgelegewelle 32 verbunden werden. Die Vorgelegewelle 32 ist über eine nicht näher bezeichnete Abtriebsübersetzung, die als leeres Kästchen dargestellt ist, mit einem Abtrieb 34 des Hybridgetriebes 18 verbunden.
  • In 4 sind in einer Schaltmatrix 36 in einer ersten Spalte die Verbrennungsgangstufen V1 bis V3, zwei Elektrogangstufen E1, E2 und ein elektrodynamischer Überlagerungszustand EDA gezeigt. In der zweiten bis siebten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis F gezeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.
  • Zum Einrichten des elektrodynamischen Überlagerungszustands EDA, der insbesondere zum Anfahren verwendet werden kann, ist das vierte Schaltelement D zu schließen.
  • Eine erste Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F richtet eine zweite Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 ein.
  • Die zweite Verbrennungsgangstufe V2 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelements C richtet die dritte Verbrennungsgangstufe V3 ein.
  • Durch Schließen des fünften Schaltelements E kann die erste Elektrogangstufe E1 eingerichtet werden.
  • Die zweite Elektrogangstufe E2 kann durch Schließen des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Ist nur das vierte Schaltelement D geschlossen, ist ein sogenannter EDA-Modus geschaltet, also ein elektrodynamischer Überlagerungszustand mit dem Hybridgetriebe 18 eingerichtet. Hierbei fungiert der Planetenradsatz RS als Überlagerungsgetriebe. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden. Die Verbrennungsmaschine 16 ist über das vierte Schaltelement D mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden. Der Planetenradträger oder -steg des Planetenradsatzes RS ist über das erste Stirnradpaar ST1 mit dem Abtrieb 34 verbunden. In diesem Schaltzustand kann auch bei leerem elektrischem Energiespeicher 22 angefahren und gefahren werden. Aus diesem Zustand ist ein direkter Übergang in die erste Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1 möglich, indem das erste Schaltelement A geschlossen wird. Es versteht sich, dass dieser Übergang nur möglich ist, wenn das erste Schaltelement nicht mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst ist. Ferner ist aus diesem Zustand ein direkter Übergang in die zweite Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.2 möglich, indem das sechste Schaltelement F geschlossen wird. Zudem ist ein direkter Übergang in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 möglich, indem das zweite Schaltelement B geschlossen wird. Weiterhin ist ein direkter Übergang in die dritte Verbrennungsgangstufe V3 möglich, indem das dritte Schaltelement C geschlossen wird.
  • Zum verbrennungsmotorischen Fahren stehen die Verbrennungsgangstufen V1, in beiden Varianten, bis V3 zur Verfügung.
  • Ein rein elektrisches Fahren ist in der ersten Elektrogangstufe E1 oder der zweiten Elektrogangstufe E2 möglich. Hierbei ist die Verbrennungsmaschine 16 vorzugsweise abgekoppelt, also sind das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B, das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D sind offen. Aus den beiden Elektrogangstufen E1, E2 ist ein direkter Übergang in alle Verbrennungsgangstufen V1 bis V3 möglich, wobei durch Einlegen des ersten Schaltelements A ein Übergang in die erste Verbrennungsgangstufe V1, durch Einlegen des zweiten Schaltelements B ein Übergang in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 oder durch Einlegen des dritten Schaltelements C ein Übergang in die dritte Verbrennungsgangstufe V3 erfolgt. Die Schaltungen zwischen den einzelnen Verbrennungsgangstufen V1 bis V3 können durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 zugkraftgestützt ausgeführt werden, da die erste elektrische Antriebsmaschine 14 in der ersten Elektrogangstufe E1 oder der zweiten Elektrogangstufe E2 unabhängig von der Verbrennungsmaschine 16 mit dem Abtrieb 34 verbunden ist.
  • Eine Synchronisierung der Schaltelemente A bis F, die vorzugsweise als Klauenschaltelemente ausgebildet sind, kann durch Drehzahlregelung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen, was bevorzugt ist. Alternativ kann auch eine Drehzahlregelung der Verbrennungsmaschine 16 erfolgen.
  • Weist der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20 auf, kann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 aus rein elektrischer Fahrt erfolgen. Ferner kann mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 eine Bordnetzversorgung eingerichtet werden sowie serielles Kriechen und/oder Fahren sowohl vorwärts als auch rückwärts ermöglicht werden. Zudem kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 die Verbrennungsmaschine 16 bei einer Drehzahlregelung beim Ankoppeln und/oder bei Schaltungen unterstützen.
  • Im rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 abgekoppelt werden, wenn für die Verbrennungsmaschine 16 die erste Variante der ersten Verbrennungsgangstufe V1.1, die zweite Verbrennungsgangstufe V2 oder die dritte Verbrennungsgangstufe V3 eingelegt ist. Zum Abkoppeln werden das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F geöffnet. Hierdurch ist ein effizienter rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb möglich.
  • In 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Los- und Festradanordnungen des zweiten Stirnradpaars ST2 und des dritten Stirnradpaars ST3 getauscht. Folglich sind an der Vorgelegewelle 32 ausschließlich Festräder angeordnet. Es versteht sich, dass mit dem Tausch der Los- und Festräder auch das Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement C und das zweite Schaltelement B an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet ist, an der auch die Losräder des zweiten Stirnradpaars ST2 und des dritten Stirnradpaars ST3 angeordnet sind.
  • Zudem ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 über ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Festrad mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Doppelschaltelement umfassend das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C nicht mehr zwischen dem zweiten Stirnradpaar ST2 und dem dritten Stirnradpaar ST3 angeordnet, sondern benachbart hierzu. Vorzugsweise ist das Doppelschaltelement umfassend das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C im Wesentlichen in einer Radsatzebene mit dem Doppelschaltelement umfassend das erste Schaltelement A und das vierte Schaltelement D angeordnet. Um diese Anordnung des Doppelschaltelements umfassend das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C zu ermöglichen, ist das Losrad des dritten Stirnradpaars ST3 an einer Hohlwelle angeordnet, an der das Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 angeordnet ist. Hierdurch kann eine axiale Baulänge des Hybridgetriebes 18 verkürzt werden, wobei das Doppelschaltelement umfassend das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C als sogenanntes unkonventionelles Schaltelement ausgebildet ist.
  • In 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Anbindungen am Planetenradsatz getauscht. Der Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist jedoch wie in 2 dargestellt mit der zweiten Zwischenwelle 30 verbunden.
  • Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden.
  • Die erste Zwischenwelle 28 ist mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden.
  • Durch diese alternative Ausführungsform kann je nach Anforderung eine passende Übersetzung für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 angepasst werden.
  • In 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Ausführungsform weist das Hybridgetriebe 18 gemäß der 8 ein siebtes Schaltelement G auf. Das siebte Schaltelement G ist der zweiten Zwischenwelle 30 zugeordnet und in Leistungsflussrichtung zwischen dem Planetenradträger des Planetenradsatzes RS und dem ersten Stirnradpaar ST1 angeordnet. Durch Schließen des Schaltelements G kann folglich ein wirkungsgleiches Hybridgetriebe wie das in 2 gezeigte Hybridgetriebe 18 geschaffen werden. Durch Öffnen des siebten Schaltelements G kann verhindert werden, dass beim rein verbrennungsmotorischen Betrieb die erste elektrische Antriebsmaschine 14 mitgeschleppt wird. Es kann folglich ein hocheffizienter rein verbrennungsmotorischer Betrieb eingerichtet werden.
  • In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform weist das Hybridgetriebe gemäß der 9 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 auf. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 ist dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle 24 lösbar antriebswirksam mit der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 zu verbinden. In dem gezeigten Beispiel ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 kann, sofern eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20 vorhanden ist, ein rein elektrischer Fahrbetrieb eingerichtet werden, indem die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 anstelle der Verbrennungsmaschine 16 die erste Getriebeeingangswelle 24 antreibt. Hierdurch kann im elektrodynamischen Überlagerungszustand EDA vorwärts und rückwärts rein elektrisch angefahren werden. Ferner ist im elektrodynamischen Überlagerungszustand EDA auch eine Stützung der rein elektrischen Schaltung von der ersten Elektrogangstufe E1 in die zweite Elektrogangstufe E2 möglich, indem die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 während dieser Schaltung das Moment am Hohlrad des Planetenradsatzes RS abstützt. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte rein elektrische EDS-Schaltung.
  • In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als Reibschaltelement ausgebildet. Hierdurch kann die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 auch unter Last geöffnet werden, wie beispielsweise bei einer Vollbremsung oder einer Fehlfunktion der Verbrennungsmaschine 16. Ferner kann die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 auch unter Differenzdrehzahl geschlossen werden, sodass ein sogenannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine 16 mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 möglich ist. Hierbei wird vorzugsweise die Trägheitsmasse der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 zum Start der Verbrennungsmaschine 16 genutzt.
  • Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
  • In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms realisiert werden, das auf einem Steuergerät für den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ausgeführt wird. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme.
  • Bezugszeichen
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    erste elektrische Antriebsmaschine
    16
    Verbrennungsmaschine
    18
    Hybridgetriebe
    20
    zweite elektrische Antriebsmaschine
    22
    Energiespeicher
    24
    erste Getriebeeingangswelle
    26
    zweite Getriebeeingangswelle
    28
    erste Zwischenwelle
    30
    zweite Zwischenwelle
    32
    Vorgelegewelle
    34
    Abtrieb
    36
    Schaltmatrix
    A-G
    Schaltelemente
    K0
    Verbrennungsmaschinenkupplung
    RS
    Planetenradsatz
    ST1-ST3
    Stirnradpaare

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer ersten Zwischenwelle (28); einer zweiten Zwischenwelle (30); einem Planetenradsatz (RS), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und der zweiten Zwischenwelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (32), die mit einem Abtrieb (34) des Hybridgetriebes antriebswirksam verbunden ist; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F, G) zum Einlegen der Gangstufen, wobei die erste Zwischenwelle mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und bei einem Stirnradpaar (ST2, ST3) ein Losrad des Stirnradpaars mit dem Festrad des Stirnradpaars tauschbar ist.
  2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1, wobei ein an der ersten Getriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad eines Stirnradpaars (ST2, ST3), dazu ausgebildet ist, mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) verbunden zu werden.
  3. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Stirnradpaar (ST1) zwei Festräder umfasst und die zweite Zwischenwelle (30) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle (32) verbindet.
  4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24), die zweite Getriebeeingangswelle (26), die erste Zwischenwelle (28) und die zweite Zwischenwelle (30) koaxial zueinander angeordnet sind; die erste Getriebeeingangswelle und die erste Zwischenwelle als Vollwellen ausgebildet sind; die zweite Getriebeeingangswelle und die zweite Zwischenwelle als Hohlwellen ausgebildet sind; die zweite Zwischenwelle die erste Zwischenwelle zumindest abschnittsweise umgibt; und/oder die zweite Getriebeeingangswelle die zweite Zwischenwelle zumindest abschnittsweise umgibt.
  5. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) und einen Planetenradsatz (RS) zum Bilden von drei Verbrennungsgangstufen, zwei Elektrogangstufen und einem elektrodynamischen Überlagerungszustand umfasst.
  6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (K0) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine (16) umfasst.
  7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorgelegewelle (32) schaltelementfrei ausgebildet ist.
  8. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Zwischenwelle (28) mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes (RS) antriebswirksam verbunden ist; die zweite Zwischenwelle (30) mit einem Planetenradträger des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden ist; die zweite Getriebeeingangswelle (26) mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden ist; oder die erste Zwischenwelle mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden ist; die zweite Zwischenwelle mit einem Planetenradträger des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden ist; und die zweite Getriebeeingangswelle mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbunden ist.
  9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle (30) antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle mittels eines zweiten Stirnradpaars (ST2) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle (32) zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle mittels eines dritten Stirnradpaars (ST3) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, die erste Zwischenwelle (28) antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle zu verbinden; und/oder ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, ein Element des Planetenradsatzes (RS) festzusetzen; ein sechstes Schaltelement (F) dazu ausgebildet ist, den Planetenradsatz zu verblocken; und/oder vorzugsweise ein siebtes Schaltelement (G) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mittels eines ersten Stirnradpaars (ST1) mit der Vorgelegewelle zu verbinden.
  10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.
  11. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) verbindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11, mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) verbunden ist und vorzugsweise achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle (24) angeordnet ist.
  13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Koaxialmaschine ausgebildet ist; und der Planetenradsatz (RS) und/oder zwei Schaltelemente der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G) zum Einlegen der Gangstufen zumindest abschnittsweise axial und/oder radial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine angeordnet ist.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
  15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20).
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014213607A1 (de) 2014-07-14 2016-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE102018217829A1 (de) 2018-10-18 2020-04-23 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe und Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs
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