DE10349558A1 - powertrain - Google Patents

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DE10349558A1
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internal combustion
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DE10349558A
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German (de)
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Karl-Ernst Prof. Noreikat
Alfons Dipl.-Ing. Rennefeld
Wolfgang Schwienbacher
Gunnar Dipl.-Ing. Urbschat
Lars Weinschenker
Roman Wieting
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang 6 für einen Hybridantrieb. Ein solcher Antriebsstrang 6 umfasst eine Brennkraftmaschine 1, ein elektrisches Antriebsaggregat 2 und eine Getriebeeinheit 3. Zwischen einer Abtriebswelle 1.1 der Brennkraftmaschine 1 und einer Eingangswelle 3.1 der Getriebeeinheit 3 ist eine erste Übertragungskupplung 4 angeordnet. Das elektrische Antriebsaggregat 2 ist koaxial zu einer Drehachse 3.2 der Eingangswelle 3.1 angeordnet. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 6 ist die konstruktive Anbindung des elektrischen Antriebsaggregats 2 vereinfacht und der Systemwirkungsgrad optimiert. Die erste Übertragungskupplung 4 ist als schaltbare kraft- oder formschlüssige Übertragungskupplung ausgebildet. Diese überträgt ein Drehmoment von der Abtriebswelle 1.1 auf die Eingangswelle 3.1 und von der Eingangswelle 3.1 auf die Abtriebswelle 1.1. Durch die erste Übertragungskupplung 4 lässt sich die Getriebeeinheit 3 rein elektrisch ohne Anbindung der Brennkraftmaschine 1 antreiben.The The invention relates to a drive train 6 for a Hybrid drive. Such a drive train 6 comprises an internal combustion engine 1, an electric drive unit 2 and a transmission unit 3. Between an output shaft 1.1 of the internal combustion engine 1 and a Input shaft 3.1 of the transmission unit 3 is a first transfer clutch 4 arranged. The electric drive unit 2 is coaxial with a rotation axis 3.2 of the input shaft 3.1 is arranged. In the drive train according to the invention 6 is the constructive connection of the electric drive unit 2 simplified and optimized the system efficiency. The first transmission clutch 4 is designed as a switchable non-positive or positive transfer coupling. This transmits a torque from the output shaft 1.1 to the input shaft 3.1 and from the Input shaft 3.1 to the output shaft 1.1. Through the first transmission clutch 4 can be the transmission unit 3 purely electrically without connection of the internal combustion engine 1 drive.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine, einem elektrischen Antriebsaggregat und einer Getriebeeinheit, bei welchem zwischen einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und einer Eingangswelle der Getriebeeinheit eine erste Übertragungskupplung angeordnet ist, wobei das elektrische Antriebsaggregat koaxial zu einer Drehachse der Eingangswelle angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.The The invention relates to a drive train for a hybrid drive with a Internal combustion engine, an electric drive unit and a Transmission unit, wherein between an output shaft of the internal combustion engine and an input shaft of the transmission unit, a first transfer clutch is arranged, wherein the electric drive unit coaxial with a rotation axis of the input shaft is arranged. Further concerns the invention a method for operating a drive train according to the invention.

Es ist bereits ein Antriebsstrang für einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine, zwei elektrischen Antriebsaggregaten und einer Getriebeeinheit aus der DE 196 06 771 C2 bekannt. Die sogenannte Elektromaschine ist über einen Freilauf mit der Brennkraftmaschine verbunden. Die Getriebeeinheit ist als Überlagerungs- beziehungsweise Summierungsplanetengetriebe ausgebildet. Die zwei Elektromaschinen wirken als Generator oder Motor und sind über eine Steuerung elektrisch miteinander und mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden. Eine Elektromaschine steht mit einer Reaktionswelle des Überlagerungsgetriebes in Verbindung. Die andere Elektromaschine gibt im Motorbetrieb eine Zusatzleistung ab und steht im Generatorbetrieb mit den übrigen Wellen des Überlagerungsgetriebes in Antriebsverbindung. Die mit den Elektromaschinen in Verbindung stehenden Wellen sind mittels einer ansteuerbaren Überbrückungskupplung derart drehfest verbindbar, dass die beiden Elektromaschinen über das verblockte Überlagerungsgetriebe einen gemeinsamen Antriebsmotor oder einen gemeinsamen Generator bilden. Die Reaktionswelle ist über ein zweistufiges Übersetzungsgetriebe mit dem Überlagerungsgetriebe verbunden. Das Überlagerungsgetriebe umfasst ein als Planetengetriebe ausgebildetes erstes und zweites Überlage rungsgetriebe. Das Hohlrad des ersten Überlagerungsgetriebes ist über das Übersetzungsgetriebe und eine erste Schaltkupplung mit der Elektromaschine verbunden. Der Steg des ersten und zweiten Überlagerungsgetriebes ist mit der Antriebswelle drehfest verbunden.It is already a drive train for a hybrid drive with an internal combustion engine, two electric drive units and a transmission unit from the DE 196 06 771 C2 known. The so-called electric machine is connected via a freewheel with the internal combustion engine. The gear unit is designed as a superposition or summation planetary gear. The two electric machines act as a generator or motor and are electrically connected to one another via a controller and to an electrical energy store. An electric machine is in communication with a reaction shaft of the superposition gear. The other electric machine is in engine operation from an additional power and is in generator mode with the other waves of the superposition gear in drive connection. By means of a controllable lock-up clutch, the shafts communicating with the electric machines can be connected in a rotationally fixed manner in such a way that the two electric machines form a common drive motor or a common generator via the blocked superposition gear. The reaction shaft is connected via a two-stage transmission gear with the superposition gear. The superposition gear comprises a trained as a planetary gear first and second superimposition gearbox. The ring gear of the first superposition gear is connected via the transmission gear and a first clutch to the electric machine. The web of the first and second superposition gear is rotatably connected to the drive shaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für einen Hybridmotor derart auszubilden und anzuordnen, dass die konstruktive Anbindung des elektrischen Antriebsaggregats vereinfacht und der Systemwirkungsgrad erhöht wird.Of the Invention is based on the object, a drive train for a Hybrid engine form and arrange so that the constructive Connection of the electric drive unit simplified and the System efficiency increased becomes.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die erste Übertragungskupplung als schaltbare kraft- oder formschlüssige Übertragungskupplung ausgebildet ist und über die erste Übertragungskupplung ein Drehmoment von der Abtriebswelle auf die Eingangswelle und von der Eingangswelle auf die Abtriebswelle übertragbar ist.Is solved the task according to the invention by that the first transfer clutch designed as a switchable non-positive or positive transfer coupling is and about the first transmission clutch a torque from the output shaft to the input shaft and of the input shaft is transferable to the output shaft.

Hierdurch wird erreicht, dass der Antriebsstrang, mit nur einem elektrischen Antriebsaggregat ausgestattet, alle notwendigen Anforderungen hinsichtlich des Betriebs eines Hybridmotors erfüllt. Die Übertragung des Drehmoments in beide Richtungen ermöglicht, das elektrische Antriebsaggregat sowohl als Motor als auch als Generator einzusetzen.hereby is achieved that the powertrain, with only one electric Drive unit equipped, all necessary requirements regarding the operation of a hybrid engine met. The transmission of torque allows in both directions, the electric drive unit both as a motor and as a generator use.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass die erste Übertragungskupplung als schalt- oder trennbare Kupplung mit einer oder mehreren Scheiben wie beispielsweise eine automatisierte Kraftwagenkupplung ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass der Antriebsstrang auch bei geöffneter erster Übertragungskupplung ohne die Anbindung der Brennkraftmaschine einsetzbar ist, wenn der Antrieb rein elektrisch erfolgt. Die Integration eines elektrischen Antriebsaggregats lässt sich somit mit Hilfe von konventionellen Kupplungsteilen erreichen.For this It is advantageous that the first transfer clutch as a switching or separable coupling with one or more discs such as an automated motor vehicle clutch is formed. Thereby is achieved that the drive train even when open first transmission clutch can be used without the connection of the internal combustion engine, if the Drive is purely electric. The integration of an electric Drive unit leaves thus achieve with the help of conventional coupling parts.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die erste Übertragungskupplung zumindest zwei reib- und/oder formschlüssig miteinander verbindbare Kupplungselemente aufweist, wobei das erste Kupplungselement mit der Abtriebswelle oder einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und das zweite Kupplungselement mit der Eingangswelle der Getriebeeinheit verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass die Anbindung des elektrischen Antriebsaggregats funktionell direkt nach der Brennkraftmaschine und vor der Getriebeeinheit erfolgt.A additional possibility is according to a further development, that the first transfer clutch at least two rubbing and / or form-fitting having connectable coupling elements, wherein the first Coupling element with the output shaft or a crankshaft of the Internal combustion engine and the second coupling element with the input shaft the transmission unit is connected. This ensures that the Connection of the electric drive unit functionally directly takes place after the internal combustion engine and before the gear unit.

Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Rotor koaxial zur Eingangswelle dreh- und/oder in axialer Richtung verschiebbar auf einer Zwischenwelle gelagert ist. Dadurch wird erreicht, dass der Rotor beziehungsweise die Zwischenwelle vom Antriebsstrang getrennt werden kann. Bei rein verbrennungsmotorischem Betrieb des Antriebsstrangs wird die Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der Getriebeeinheit nicht durch das elektrische Antriebsaggregat beeinflusst.Further It is advantageous for a rotor to be rotatable coaxially with the input shaft. and / or displaceable in the axial direction on an intermediate shaft is stored. This ensures that the rotor or the intermediate shaft can be disconnected from the drive train. At purely Combustion engine operation of the powertrain becomes the connection between the internal combustion engine and the transmission unit not through affects the electric drive unit.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass zwischen dem Rotor und der Eingangswelle eine zweite Übertragungskupplung vorgesehen ist, die form- und/oder kraftschlüssig wirkt. Mit Hilfe der zweiten Übertragungskupplung wird das elektrische Antriebsaggregat zu- und abgeschaltet.For this It is advantageous that between the rotor and the input shaft a second transmission clutch is provided, which acts positively and / or non-positively. With the help of the second transmission clutch the electric drive unit is switched on and off.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die zweite Übertragungskupplung als schaltbare Kupplung wie beispielsweise eine Keil-, Klauen-, Zahn- oder Reibungskupplung ausgebildet ist.According to one preferred embodiment of inventive solution after all provided that the second transfer clutch as a switchable coupling such as a wedge, claw, Tooth or friction clutch is formed.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die zweite Übertragungskupplung zumindest zwei reib- und/oder formschlüssig miteinander verbindbare Übertragungselemente aufweist, wobei das erste Übertragungselement drehfest mit der Eingangswelle und das zweite Übertragungselement drehfest mit dem Rotor oder mit der Zwischenwelle verbunden ist. Dadurch wird eine mechanisch einfache Kopplung des Rotors mit der Eingangswelle erreicht.Of particular importance for the present invention that the second transfer clutch at least two friction and / or positive fit interconnected transmission elements, wherein the first transmission element rotatably connected to the input shaft and the second transmission element rotatably connected to the rotor or to the intermediate shaft. This achieves a mechanically simple coupling of the rotor to the input shaft.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das Übertragungselement und/oder das zweite Übertragungselement in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist. Zumindest ein Übertragungselement ist hierzu unmittelbar über ein Steuerelement schaltbar. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, das Übertragungselement über die Zwischenwelle in axialer Richtung zu verschieben. Für die axiale Verschiebung ist der zweiten Übertragungskupplung eine Steuerung zugeordnet.in the Connection with the construction and arrangement according to the invention it is advantageous that the transmission element and / or the second transmission element Is mounted displaceably in the axial direction. At least one transmission element is directly above a control switchable. Another preferred embodiment provides the transmission element over the Move intermediate shaft in the axial direction. For the axial Shift is the second transfer clutch associated with a controller.

Vorteilhaft ist es ferner, dass die Getriebeeinheit als ein mehrgängiges manuelles oder automatisiertes Stufengetriebe oder als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist. Der Antriebsstrang lässt sich durch die erfindungsgemäße Anbindung eines elektrischen Antriebsaggregats mit einem konventionellen Stufengetriebe kombinieren.Advantageous it is further that the gear unit as a multi-course manual or automated multi-step transmission or dual-clutch transmission is trained. The drive train can be through the connection according to the invention an electric drive unit with a conventional step transmission combine.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Getriebeeinheit als mehrgängiges automatisiertes Planetengetriebe mit oder ohne Drehmomentenwandler ausgebildet ist. Der Drehmomentenwandler ist hierzu zwischen das elektrische Antriebsaggregat und das Planetengetriebe geschaltet.Besides that is It is advantageous that the transmission unit as multi-pass automated Planetary gear is designed with or without torque converter. The torque converter is for this purpose between the electric drive unit and switched the planetary gear.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Getriebeeinheit als stufenloses Getriebe wie beispielsweise ein Schubgliedergetriebe oder ein Kegelradgetriebe ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich der erfindungsgemäße Antriebsstrang auch mit Pumpen oder sonstigen kleineren Antrieben außerhalb des Kraftfahrzeugbereichs kombinieren lässt, die Hybridantriebe einsetzen.Further It is advantageous that the transmission unit as a continuously variable transmission such as a push-pull transmission or a bevel gear formed is. This ensures that the drive train according to the invention also with pumps or other smaller drives outside of the motor vehicle field, which use hybrid drives.

Je nach Anwendungsbereich ist es vorteilhaft, dass zumindest auf der Abtriebswelle, auf der Eingangswelle oder auf der Zwischenwelle ein Torsionsdämpfer vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, dass gerade bei geringen Schwungmassen die Spitzenbelastungen reduziert werden.ever According to application, it is advantageous that at least on the Output shaft, on the input shaft or on the intermediate shaft a torsion damper is provided. This ensures that just at low Flywheels the peak loads are reduced.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass im gesamten Antriebsstrang maximal ein elektrisches Antriebsaggregat integriert ist, das als Motor oder als Generator betrieben wird. Dadurch wird erreicht, dass das Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für einen Hybridmotor wesentlich vereinfacht und der Wirkungsgrad des gesamten Systems vergrößert wird. Die Verluste, die durch ein zweites elektrisches Antriebsaggregat und durch weitere notwendige Getriebeglieder erzeugt würden, werden vermieden. Das Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs wird dadurch vereinfacht, dass die Anzahl von schaltbaren Getriebegliedern und die Steuerung eines zweiten elektrischen Antriebsaggregats entfällt.One inventive method for operating a drive train is characterized in that in the entire drive train maximum one electric drive unit integrated, which is operated as a motor or as a generator. This achieves that the method of operating a powertrain for one Hybrid engine significantly simplifies and the efficiency of the entire system is enlarged. The losses caused by a second electric drive unit and would be generated by other necessary gear members are avoided. The method of operating the powertrain is thereby simplifying that the number of switchable gear members and the control of a second electric drive unit is eliminated.

Besonders vorteilhaft für das Verfahren ist es, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs in Teilbetriebsbereichen ein reiner Antrieb durch die Brennkraftmaschine erfolgt. Auch mit nur einem elektrischen Antriebsaggregat lässt sich das Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs erfindungsgemäß derart gestalten, dass die Brennkraftmaschine konventionell ohne elektrisches Antriebsaggregat das Fahrzeug antreibt.Especially advantageous for the procedure is that during driving according to Operating conditions of the powertrain in sub-operating areas a pure drive by the internal combustion engine takes place. Also with only one electric drive unit, the method for Operating the drive train according to the invention design such that the Internal combustion engine conventionally without electric drive unit the Vehicle drives.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs in Teilbetriebsbereichen ein reiner Antrieb durch das elektrische Antriebsaggregat erfolgt. Die erfindungsgemäße Ausbildung der ersten Übertragungskupplung als kraftschlüssiges Element ermöglicht diese Verfahrensweise zum Betreiben des Antriebsstrangs.In addition is it is advantageous that during the Driving according to specification operating conditions of the powertrain in sub-operating areas pure drive by the electric drive unit takes place. The inventive training the first transmission clutch as a force-locking element allows this procedure for operating the drive train.

In Kombination ist es vorteilhaft, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs in Teilbetriebsbereichen ein Antrieb über die Brenn kraftmaschine und gleichzeitig ein Antrieb über das elektrische Antriebsaggregat erfolgt. Hierzu sind beide Übertragungskupplungen geschlossen. Das elektrische Antriebsaggregat wirkt als Motor. Von der Brennkraftmaschine und von dem elektrischen Antriebsaggregat wird ein Drehmoment auf die Getriebeeinheit übertragen.In Combination, it is advantageous that while driving to proviso Operating conditions of the powertrain in sub-operating areas a drive over the internal combustion engine and at the same time a drive over the electric drive unit takes place. For this purpose, both transmission clutches closed. The electric drive unit acts as a motor. From the internal combustion engine and the electric drive unit a torque is transmitted to the gear unit.

Für den Fall, dass ein Drehmoment von der Getriebeeinheit auf die Eingangswelle übertragen wird, wirkt das elektrische Antriebsaggregat als Generator. Eine solche Verfahrenssituation ergibt sich beispielsweise bei Talfahrt des Kraftfahrzeugs.In the case, a torque is transmitted from the gear unit to the input shaft, the electric drive unit acts as a generator. Such Process situation arises, for example, when the descent of Motor vehicle.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.Further Advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and shown in the figures.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einem Schaltgetriebe, 1 a schematic representation of a drive train with a manual transmission,

2 ein alternativ zum Schaltgetriebe einsetzbares Planetengetriebe mit Drehmomentenwandler, 2 an alternative to manual transmission usable planetary gear with torque converter,

3 ein alternativ zum Schaltgetriebe einsetzbares stufenloses Riemengetriebe mit Drehmomentenwandler. 3 an alternative to the gearbox usable continuously variable belt transmission with torque ment converter.

In 1 ist ein schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 6 dargestellt. Der Antriebsstrang 6 wird durch das zumindest funktionelle Hintereinander-Anordnen einer Brennkraftmaschine 1, eines elektrischen Antriebsaggregats 2 und einer Getriebeeinheit 3 gebildet. Die funktionelle Anordnung bezieht sich auf den Verlauf der Übertragung eines Drehmoments. Das funktionelle Hintereinander-Anordnen steht nicht im Widerspruch zu einer konstruktiven beziehungsweise bauraumseitigen Anordnung des Antriebsstrangs 6, bei der die einzelnen Komponenten nicht in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.In 1 is a schematic structure of a drive train according to the invention 6 shown. The powertrain 6 is due to the at least functional sequential arrangement of an internal combustion engine 1 , an electric drive unit 2 and a transmission unit 3 educated. The functional arrangement refers to the course of the transmission of a torque. The functional sequential arrangement is not inconsistent with a constructive or space-side arrangement of the drive train 6 in which the individual components are not arranged in the axial direction one behind the other.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Antriebsstrang 6 vereinfacht dargestellt. Die einzelnen Glieder des Antriebsstrangs 6 sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. An die Brennkraftmaschine 1 schließt das elektrische Antriebsaggregat 2 und danach die Getriebeeinheit 3 an. Der Antriebsstrang 6 ist über eine an der Getriebeeinheit 3 angeschlossene Antriebswelle 7 und ein Differentialgetriebe 8 mit zwei Radachsen 9, 9' verbunden. An die Radachsen 9, 9' schließt jeweils ein Rad 10, 10' an.In the present embodiment, the drive train 6 shown in simplified form. The individual links of the powertrain 6 are arranged one behind the other in the axial direction. To the internal combustion engine 1 closes the electric drive unit 2 and then the gear unit 3 at. The powertrain 6 is about one on the gear unit 3 connected drive shaft 7 and a differential gear 8th with two wheel axles 9 . 9 ' connected. To the wheel axles 9 . 9 ' each closes a wheel 10 . 10 ' at.

Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Abtriebswelle 1.1 auf, über die das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 auf eine erste Übertragungskupplung 4 übertragen wird. Als Brennkraftmaschine 1 ist ein Kolbenverbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle vorgesehen, die gleichzeitig als Abtriebswelle 1.1 ausgebildet ist.The internal combustion engine 1 has an output shaft 1.1 on, about the torque of the internal combustion engine 1 on a first transmission clutch 4 is transmitted. As an internal combustion engine 1 is a piston internal combustion engine with a crankshaft provided, at the same time as an output shaft 1.1 is trained.

Die erste Übertragungskupplung 4 ist als automatisierte Kraftwagenkupplung ausgebildet, wie sie für Hybridantriebe einsetzbar ist. Die erste Übertragungskupplung 4 weist ein erstes Kupplungselement 4a und ein zweites Kupplungselement 4b auf. Die Kupplungselemente 4a, 4b wirken rein kraftschlüssig. Das erste Kupplungselement 4a ist mit der Abtriebswelle 1.1 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Das zweite Kupplungselement 4b ist mit einer Eingangswelle 3.1 der Getriebeeinheit 3 verbunden. Ein Ausrücklager der Kraftwagenkupplung ist der Übersicht wegen nicht dargestellt.The first transmission clutch 4 is designed as an automated motor vehicle clutch, as it can be used for hybrid drives. The first transmission clutch 4 has a first coupling element 4a and a second coupling element 4b on. The coupling elements 4a . 4b act purely non-positively. The first coupling element 4a is with the output shaft 1.1 the internal combustion engine 1 connected. The second coupling element 4b is with an input shaft 3.1 the gear unit 3 connected. A release bearing of the motor vehicle coupling is not shown for clarity.

Die Eingangswelle 3.1 rotiert um eine Drehachse 3.2, die identisch mit der Drehachse der Kurbelwelle 1.1 ist. Auf der Eingangswelle 3.1 ist eine zweite Übertragungskupplung 5 vorgesehen, die als schaltbare Zahnkupplung ausgebildet und nur schematisch angedeutet ist. Ferner ist koaxial zur Eingangswelle 3.1 ein Rotor 2.2 des elektrischen Antriebsaggregats 2 angeordnet, der von einem Stator 2.1 umgeben ist. Der Sta tor 2.1 ist relativ zur Bewegung der Eingangswelle 3.1 ortsfest in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse gelagert.The input shaft 3.1 rotates about a rotation axis 3.2 that are identical to the axis of rotation of the crankshaft 1.1 is. On the input shaft 3.1 is a second transfer clutch 5 provided, which is designed as a switchable gear coupling and only indicated schematically. Further, coaxial with the input shaft 3.1 a rotor 2.2 of the electric drive unit 2 arranged by a stator 2.1 is surrounded. The gate 2.1 is relative to the movement of the input shaft 3.1 stored stationary in a gear housing, not shown.

Die zweite Übertragungskupplung 5 weist ein erstes Übertragungselement 5a und ein zweites Übertragungselement 5b auf. Das erste Übertragungselement 5a ist mit der Eingangswelle 3.1 verbunden. Das zweite Übertragungselement 5b ist mit dem Rotor 2.2 verbunden. Durch die zweite Übertragungskupplung 5 lässt sich das elektrische Antriebsaggregat 2 beziehungsweise der Rotor 2.2 der Eingangswelle 3.1 zuschalten.The second transmission clutch 5 has a first transmission element 5a and a second transmission element 5b on. The first transmission element 5a is with the input shaft 3.1 connected. The second transmission element 5b is with the rotor 2.2 connected. Through the second transmission clutch 5 can be the electric drive unit 2 or the rotor 2.2 the input shaft 3.1 switch.

Die Eingangswelle 3.1 der Getriebeeinheit 3 ist funktionell nach der zweiten Übertragungskupplung 5 in das Gehäuse der Getriebeeinheit 3 eingeführt und mit einem ersten Getriebeglied 3.4 verbunden.The input shaft 3.1 the gear unit 3 is functional after the second transfer clutch 5 in the housing of the gear unit 3 introduced and with a first gear member 3.4 connected.

Die erfindungsgemäße Kombination einer ersten Übertragungskupplung 4 zwischen der Abtriebswelle 1.1 und der Eingangswelle 3.1 mit einer schaltbaren zweiten Übertragungskupplung 5 zwischen der Eingangswelle 3.1 und dem elektrischen Antriebsaggregat 2 gewährleistet mehrere Betriebsverfahren des Antriebsstrangs 6. Neben einem rein elektrischen Antrieb bei abgekoppelter Brennkraftmaschine 1 ist auch ein rein verbrennungsmotorischer Betrieb einstellbar. Als elektrisches Antriebsaggregat 2 ist eine Vielzahl bekannter Elektromotoren wie beispielsweise ein Asynchronmotor einsetzbar.The inventive combination of a first transfer clutch 4 between the output shaft 1.1 and the input shaft 3.1 with a switchable second transfer clutch 5 between the input shaft 3.1 and the electric drive unit 2 ensures several operating modes of the powertrain 6 , In addition to a purely electric drive with decoupled internal combustion engine 1 is also a pure combustion engine operation adjustable. As an electric drive unit 2 is a variety of known electric motors such as an asynchronous motor used.

Die zweite Übertragungskupplung 5 gewährleistet den verbrennungsmotorischen Betrieb mit oder ohne angekoppeltem elektrischem Antriebsaggregat 2. Dadurch wird ein Betriebsverfahren bereitgestellt, bei dem das elektrische Antriebsaggregat 2 im Generatorbetrieb läuft.The second transmission clutch 5 ensures internal combustion engine operation with or without coupled electric drive unit 2 , Thereby, an operating method is provided in which the electric drive unit 2 in generator mode is running.

Gemäß 1 ist die Getriebeeinheit 3 als schaltbares Stufengetriebe ausgebildet. Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Antriebsstrangs 6 mit nur einem elektrischen Antriebs aggregat 2 lässt sich aber auch mit verschiedenen Getriebeeinheiten 3 kombinieren.According to 1 is the gear unit 3 designed as a switchable step transmission. The inventive construction of a drive train 6 with only one electric drive unit 2 but can also be used with different gear units 3 combine.

In 2 ist ein Planetengetriebe mit einem Drehmomentenwandler 3.5 und einem Planetensatz 3.6 dargestellt. Die Eingangswelle 3.1 kann entsprechend 1 über eine erste Übertragungskupplung 4 mit einer Brennkraftmaschine 1 und über eine zweite Übertragungskupplung 5 mit einem elektrischen Antriebsaggregat 2 in Verbindung gebracht werden.In 2 is a planetary gear with a torque converter 3.5 and a planetary gear set 3.6 shown. The input shaft 3.1 can be done accordingly 1 via a first transmission clutch 4 with an internal combustion engine 1 and via a second transfer clutch 5 with an electric drive unit 2 be associated.

Ebenso kann die Getriebeeinheit 3 als stufenloses Riemengetriebe mit einem Reibsatz 3.7 ausgebildet sein, wie es in 3 andeutungsweise schematisch dargestellt ist. Das stufenlose Riemengetriebe weist eingangsseitig entsprechend dem Planetengetriebe nach 2 einen Drehmomentenwandler auf.Likewise, the transmission unit 3 as a continuously variable belt transmission with a reaming set 3.7 be trained as it is in 3 indicated schematically schematically. The continuously variable belt transmission has on the input side according to the planetary gear 2 a torque converter.

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1.11.1
Abtriebswelle, KurbelwelleOutput shaft crankshaft
22
elektrisches Antriebsaggregatelectrical power unit
2.12.1
Statorstator
2.22.2
Rotorrotor
33
Getriebeeinheitgear unit
3.13.1
Eingangswelleinput shaft
3.23.2
Drehachseaxis of rotation
3.33.3
Zwischenwelleintermediate shaft
3.43.4
Getriebegliedtransmission member
3.53.5
Drehmomentenwandlertorque converter
3.63.6
Planetensatzplanetary set
3.73.7
ReibsatzReibsatz
44
erste Übertragungskupplungfirst transmission clutch
4a4a
erstes Kupplungselementfirst coupling member
4b4b
zweites Kupplungselementsecond coupling member
55
zweite Übertragungskupplungsecond transmission clutch
5a5a
Übertragungselementtransmission element
5b5b
zweites Übertragungselementsecond transmission element
66
Antriebsstrangpowertrain
77
Antriebswelledrive shaft
88th
Differentialgetriebedifferential gear
99
Antriebsachse, RadachseDrive axle, wheel axle
9'9 '
Antriebsachse, RadachseDrive axle, wheel axle
1010
Radwheel
10'10 '
Radwheel

Claims (16)

Antriebsstrang (6) für einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine (1), einem elektrischen Antriebsaggregat (2) und einer Getriebeeinheit (3), bei welchem zwischen einer Abtriebswelle (1.1) der Brennkraftmaschine (1) und einer Eingangswelle (3.1) der Getriebeeinheit (3) eine erste Übertragungskupplung (4) angeordnet ist, wobei das elektrische Antriebsaggregat (2) koaxial zu einer Drehachse (3.2) der Eingangswelle (3.1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungskupplung (4) als schaltbare kraft- oder formschlüssige Übertragungskupplung ausgebildet ist und über die erste Übertragungskupplung (4) ein Drehmoment von der Abtriebswelle (1.1) auf die Eingangswelle (3.1) und von der Eingangswelle (3.1) auf die Abtriebswelle (1.1) übertragbar ist.Powertrain ( 6 ) for a hybrid drive with an internal combustion engine ( 1 ), an electric drive unit ( 2 ) and a transmission unit ( 3 ), in which between an output shaft ( 1.1 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and an input shaft ( 3.1 ) of the transmission unit ( 3 ) a first transfer clutch ( 4 ) is arranged, wherein the electric drive unit ( 2 ) coaxial with a rotation axis ( 3.2 ) of the input shaft ( 3.1 ), characterized in that the first transfer clutch ( 4 ) is designed as a switchable non-positive or positive transfer clutch and via the first transfer clutch ( 4 ) a torque from the output shaft ( 1.1 ) on the input shaft ( 3.1 ) and from the input shaft ( 3.1 ) on the output shaft ( 1.1 ) is transferable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungskupplung (4) als schalt- oder trennbare Kupplung mit einer oder mehreren Scheiben wie beispielsweise eine automatisierte Kraftwagenkupplung ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the first transfer clutch ( 4 ) is designed as a switchable or separable coupling with one or more discs such as an automated motor vehicle clutch. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungskupplung (4) zumindest zwei reib- und/oder formschlüssig miteinander verbindbare Kupplungselemente (4a, 4b) aufweist, wobei das erste Kupplungselement (4a) mit der Abtriebswelle (1.1) oder einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (1) und das zweite Kupplungselement (4b) mit der Eingangswelle (3.1) der Getriebeeinheit (3) verbunden ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first transfer clutch ( 4 ) at least two frictionally and / or positively connectable coupling elements ( 4a . 4b ), wherein the first coupling element ( 4a ) with the output shaft ( 1.1 ) or a crankshaft of the internal combustion engine ( 1 ) and the second coupling element ( 4b ) with the input shaft ( 3.1 ) of the transmission unit ( 3 ) connected is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (2.2) koaxial zur Eingangswelle (3.1) dreh- und/oder in axialer Richtung verschiebbar auf einer Zwischenwelle (3.3) gelagert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a rotor ( 2.2 ) coaxial with the input shaft ( 3.1 ) rotatable and / or displaceable in the axial direction on an intermediate shaft ( 3.3 ) is stored. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (2.2) und der Eingangswelle (3.1) eine zweite Übertragungskupplung (5) vorgesehen ist, die form- und/oder kraftschlüssig wirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the rotor ( 2.2 ) and the input shaft ( 3.1 ) a second transfer clutch ( 5 ) is provided, which acts positively and / or non-positively. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungskupplung (5) als schaltbare Kupplung wie beispielsweise eine Keil-, Klauen-, Zahn- oder Reibungskupplung ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second transfer clutch ( 5 ) is designed as a switchable coupling such as a wedge, claw, tooth or friction clutch. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungskupplung (5) zumindest zwei reib- und/oder formschlüssig miteinander verbindbare Übertragungselemente (5a, 5b) aufweist, wobei das erste Übertragungselement (5a) drehfest mit der Eingangswelle (3.1) und das zweite Übertragungselement (5b) drehfest mit dem Rotor (2.2) oder mit der Zwischenwelle (3.3) verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second transfer clutch ( 5 ) at least two frictionally and / or positively connectable transmission elements ( 5a . 5b ), wherein the first transmission element ( 5a ) rotatably with the input shaft ( 3.1 ) and the second transmission element ( 5b ) rotatably with the rotor ( 2.2 ) or with the intermediate shaft ( 3.3 ) connected is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (5a) und/oder das zweite Übertragungselement (5b) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission element ( 5a ) and / or the second transmission element ( 5b ) Is mounted displaceably in the axial direction. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (3) als ein mehrgängiges manuelles oder automatisiertes Stufengetriebe oder als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gear unit ( 3 ) is designed as a multiple-speed manual or automated multi-step transmission or as a double-clutch transmission. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (3) als mehrgängiges automatisiertes Planetengetriebe mit oder ohne Drehmomentenwandler ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gear unit ( 3 ) is designed as a multiple-speed automated planetary gear with or without torque converter. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (3) als stufenloses Getriebe wie beispielsweise ein Schubgliedergetriebe oder ein Kegelradgetriebe ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gear unit ( 3 ) is designed as a continuously variable transmission such as a thrust transmission or a bevel gear. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf der Abtriebswelle (1.1), auf der Eingangswelle (3.1) oder auf der Zwischenwelle (3.3) ein Torsionsdämpfer vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least on the output shaft ( 1.1 ), on the input shaft ( 3.1 ) or on the intermediate shaft ( 3.3 ) a gate sion damper is provided. Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im gesamten Antriebsstrang (6) maximal ein elektrisches Antriebsaggregat (2) integriert ist, das als Motor oder als Generator betrieben wird.Method for operating a drive train ( 6 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the entire drive train ( 6 ) a maximum of one electric drive unit ( 2 ), which is operated as a motor or as a generator. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs (6) in Teilbetriebsbereichen ein reiner Antrieb durch die Brennkraftmaschine (1) erfolgt.A method according to claim 13, characterized in that during driving in accordance with operating conditions of the drive train ( 6 ) in partial operating areas a pure drive by the internal combustion engine ( 1 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs (6) in Teilbetriebsbereichen ein reiner Antrieb durch das elektrische Antriebsaggregat (2) erfolgt.A method according to claim 13, characterized in that during driving in accordance with operating conditions of the drive train ( 6 ) in partial operating areas a pure drive by the electric drive unit ( 2 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fahrbetriebs nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs (6) in Teilbetriebsbereichen ein Antrieb über die Brennkraftmaschine (1) und gleichzeitig ein Antrieb über das elektrische Antriebsaggregat (2) erfolgt.A method according to claim 13, characterized in that during driving in accordance with operating conditions of the drive train ( 6 ) in partial operating areas a drive via the internal combustion engine ( 1 ) and at the same time a drive via the electric drive unit ( 2 ) he follows.
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