EP4217217A1 - Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug

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EP4217217A1
EP4217217A1 EP21758358.2A EP21758358A EP4217217A1 EP 4217217 A1 EP4217217 A1 EP 4217217A1 EP 21758358 A EP21758358 A EP 21758358A EP 4217217 A1 EP4217217 A1 EP 4217217A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clutch
input
arrangement
drive
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21758358.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Burgardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Magna PT BV and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Magna PT BV and Co KG filed Critical Magna PT BV and Co KG
Publication of EP4217217A1 publication Critical patent/EP4217217A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid drive arrangement for a motor vehicle comprising at least two drive units, namely at least one internal combustion engine and an electric machine, a double clutch arrangement which has a first friction clutch and a second friction clutch, the friction clutches having a common input element coupled to the internal combustion engine and one output element each have a transmission arrangement which has a first partial transmission and a second partial transmission, the output element of the first friction clutch being connected to an input of the first partial transmission and the output element of the second friction clutch being connected to an input of the second partial transmission and a housing in which at least the double clutch arrangement (4) is arranged.
  • a hybrid motor vehicle In vehicle technology, a hybrid motor vehicle is generally understood to mean a motor vehicle that has a combination of an internal combustion engine and an electric drive system. These two drives can be combined in a wide variety of ways. Depending on how the internal combustion engine, the electric machine and the transmission of the motor vehicle are arranged, a basic distinction is made between serial, parallel and power-split hybrid drive trains. Furthermore, mixed forms of these three basic structures are often used, which have the advantages of combine respective structures.
  • the most common form in hybrid vehicle technology is the parallel hybrid powertrain arrangement, in which the electrical path runs parallel to the combustion engine path and the power of both systems is mechanically superimposed to drive the vehicle. In this case, the electric machine can be arranged at different points in the drive train, resulting in specific advantages and disadvantages in each case.
  • P2 arrangements are often implemented.
  • the electric machine is not installed directly on the internal combustion engine, but is located at the transmission input with a clutch in between, which enables the internal combustion engine to be decoupled from the rest of the drive train if necessary.
  • "Electric driving” and “recuperation” can be operated more efficiently, namely without sacrificing the drag torque of the internal combustion engine.
  • other functions such as “electric starting” and “stationary charging” can also be implemented.
  • connection of the electrical machine on the transmission input side is either directly to a clutch basket of a clutch via gearing or a chain, whereby the clutch must transmit the resulting radial and axial forces and must be designed accordingly in terms of strength and function, or to at least one input shaft of the transmission, which requires an increase in the axial length of the transmission.
  • a hybrid drive arrangement for a motor vehicle comprises at least two drive units, a dual clutch arrangement, a transmission arrangement and a housing.
  • the two drive units are designed as at least one internal combustion engine and one electric machine.
  • the dual clutch arrangement has a first friction clutch and a second friction clutch, wherein the friction clutches have a common input element that is coupled or can be coupled to the internal combustion engine and each have an output element.
  • the transmission arrangement has a first partial transmission and a second partial transmission, the output element of the first friction clutch being connected to an input of the first partial transmission and the output element of the second friction clutch being connected to an input of the second partial transmission.
  • At least the double clutch arrangement is arranged in the housing.
  • the electrical machine is connected to a drive element via at least one gear stage.
  • the drive element is mounted in the housing via a first bearing and is connected to the input element of the friction clutches.
  • the input element is particularly preferably a common clutch basket of the friction clutches of the dual clutch arrangement.
  • the drive element can be connected to the input element of the friction clutch via a spline, a screw connection or via elastic elements.
  • the drive element is particularly preferably connected to the input element on a first end face of the input element, namely on an end face of the input element facing away from the internal combustion engine.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a hybrid drive arrangement. Detailed description of the invention
  • FIG. 1 there is shown a representative form of hybrid propulsion assembly embodying the concepts of the present invention and generally designated by the reference numeral 1.
  • FIG. 1 In FIG. 1
  • the hybrid drive unit 1 has two drive units, namely an internal combustion engine 2 and an electric machine 3 , a dual clutch arrangement 4 , a transmission arrangement 10 and a housing 11 .
  • the electric machine 3 is axially parallel, i.e. essentially parallel to a central axis 17 of the hybrid drive arrangement 1 .
  • the dual clutch arrangement 4 has a first friction clutch 5 and a second friction clutch 6, with the friction clutches 5, 6 having a common input element 7 coupled to the internal combustion engine 2, in the present exemplary embodiment a clutch basket 7', and each having an output element 8, 9.
  • the double clutch arrangement 4 is arranged in the housing 11 of the hybrid drive arrangement 1 .
  • the transmission arrangement 10 has a first partial transmission (not shown in detail) and a second partial transmission (not shown in detail), with the output element 8 of the first friction clutch 5 being drivingly connected to an input of the first partial transmission and with the output element 9 of the second friction clutch 6 is drivingly connected to an input of the second sub-transmission.
  • the electrical machine 3 is a gear stage 12, namely a spur gear Stage 12 ', with a drive element 13, namely a drive gear 13', drivingly connected.
  • the spur gear stage 12' is guided into the interior of the housing 11 via an opening 18 in the housing 11.
  • the drive gear wheel 13 ′ is arranged in the interior of the housing 11 and is mounted on the housing 11 via a first bearing 14 .
  • the drive gear 13 ' is drivingly connected to the input element 7 of the friction clutches 5, 6.
  • the drive-effective connection of the drive gear 13' to the clutch basket 7' takes place via a spline 15 on a first end face of the clutch basket 7', namely in relation to FIG. 1 on an end face of the clutch basket 7' facing away from the internal combustion engine 2.

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Abstract

Hybridantriebsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest zwei Antriebseinheiten, nämlich zumindest eine Verbrennungskraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3), eine Doppelkupplungsanordnung (4), die eine erste Reibkupplung (5) und eine zweite Reibkupplung (6) aufweist, wobei die Reibkupplungen (5, 6) ein mit der Verbrennungskraftmaschine (2) gekoppeltes oder koppelbares gemeinsames Eingangselement (7) und jeweils ein Ausgangselement (8, 9) aufweisen, eine Getriebeanordnung (10), die ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei das Ausgangselement der ersten Reibkupplung (8) mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes verbunden ist und wobei das Ausgangselement (9) der zweiten Reibkupplung mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes verbunden ist und ein Gehäuse (11), in dem zumindest die Doppelkupplungsanordnung (4) angeordnet ist, wobei die elektrische Maschine (3) über zumindest eine Zahnradstufe (12) mit einem Antriebselement (13) verbunden ist, das über ein erstes Lager (14) in dem Gehäuse (11) gelagert ist und mit dem Eingangselement (7) der Reibkupplungen (5, 6) verbunden ist.

Description

Hybridantriebsstranq für ein Kraftfahrzeug
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest zwei Antriebseinheiten, nämlich zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine, eine Doppelkupplungsanordnung, die eine erste Reibkupplung und eine zweite Reibkupplung aufweist, wobei die Reibkupplungen ein mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppeltes gemeinsames Eingangselement und jeweils ein Ausgangselement aufweisen, eine Getriebeanordnung, die ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei das Ausgangselement der ersten Reibkupplung mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes verbunden ist und wobei das Ausgangselement der zweiten Reibkupplung mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes verbunden ist und ein Gehäuse, in dem zumindest die Doppelkupplungsanordnung (4) angeordnet ist.
Stand der Technik
In der Regel versteht man in der Fahrzeugtechnik unter einem Hybridkraftfahrzeug ein Kraftfahrzeug, das eine Kombination eines verbrennungsmotorischen und eines elektrischen Antriebssystems aufweist. Die Kombination dieser beiden Antriebe kann auf unterschiedlichste Weise erfolgen. Je nachdem wie die Verbrennungskraftmaschine, die elektrische Maschine und das Getriebe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind unterscheidet man grundsätzlich zwischen seriellen, parallelen und leistungsverzweigten Hybridantriebssträngen. Weiterhin kommen auch vielfach Mischformen dieser drei Grundstrukturen zum Einsatz, die die Vorteile der jeweiligen Strukturen kombinieren. Die gängigste Form in der Hybridfahrzeugtechnik stellt die parallele Hybridantriebsstranganordnung dar bei der der elektrische Pfad parallel zum verbrennungsmotorischen Pfad verläuft und die Leistung beider Systeme zum Antrieb des Fahrzeugs mechanisch überlagert wird. Hierbei kann die elektrische Maschine an unterschiedlichen Stellen im Antriebsstrang angeordnet sein, wodurch sich jeweils spezifische Vor- und Nachteile ergeben. Nach der Position der elektrischen Maschine im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs unterscheidet man im Allgemeinen zwischen einem P1 , einem P2, einem P3 und einem P4 Parallelhybridantriebsstrang. Auch hier sind jedoch oftmals Mischformen erwünscht, die die Vorteile der jeweiligen Ausführungen kombinieren.
Vielfach werden P2-Anordnungen realisiert. Bei einer P2-Anordnung ist die elektrische Maschine nicht direkt an der Verbrennungskraftmaschine verbaut, sondern befindet sich am Getriebeeingang mit einer dazwischen liegenden Kupplung, die es ermöglicht die Verbrennungskraftmaschine bei Bedarf vom restlichen Antriebsstrang abzukoppeln. „Elektrisches Fahren“ und „Rekuperieren“ sind in einem effizienteren Rahmen, nämlich ohne Einbußen des Schleppmoments der Verbrennungskraftmaschine, betreibbar. Weiterhin können neben den Funktionen „elektrisches Fahren“, „Boosten“ und „Rekuperieren“ auch weitere Funktionen, wie beispielsweise „elektrisches Starten“ und „Standladen“ realisiert werden.
Die Anbindung der elektrischen Maschine auf Seiten des Getriebeeingangs erfolgt entweder direkt an einem Kupplungskorb einer Kupplung über eine Verzahnung oder eine Kette, wobei die Kupplung die dabei entstehenden Radial- und Axialkräfte übertragen muss und in Bezug auf Festigkeit und Funktion dementsprechend ausgelegt werden muss, oder an zumindest einer Eingangswelle des Getriebes, was eine Zunahme der axialen Baulänge des Getriebes bedingt. Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Hybridantriebsanordnung anzugeben, die sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß umfasst eine Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zumindest zwei Antriebseinheiten, eine Doppelkupplungsanordnung, eine Getriebeanordnung und ein Gehäuse.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die zwei Antriebseinheiten als zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine ausgebildet.
Die Doppelkupplungsanordnung weist erfindungsgemäß eine erste Reibkupplung und eine zweite Reibkupplung auf, wobei die Reibkupplungen ein mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppeltes oder koppelbares gemeinsames Eingangselement und jeweils ein Ausgangselement aufweisen.
Die Getriebeanordnung weist erfindungsgemäß ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe auf, wobei das Ausgangselement der ersten Reibkupplung mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes verbunden ist und wobei das Ausgangselement der zweiten Reibkupplung mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes verbunden ist.
In dem Gehäuse ist erfindungsgemäß zumindest die Doppelkupplungsanordnung angeordnet. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Maschine über zumindest eine Zahnradstufe mit einem Antriebselement verbunden. Das Antriebselement ist erfindungsgemäß über ein erstes Lager in dem Gehäuse gelagert und mit dem Eingangselement der Reibkupplungen verbunden.
Besonders bevorzugt ist das Eingangselement ein gemeinsamer Kupplungskorb der Reibkupplungen der Doppelkupplungsanordnung.
Das Antriebselement kann über eine Steckverzahnung, eine Verschraubung oder über elastische Elemente mit dem Eingangselement der Reibkupplungen verbunden sein.
Das Antriebselement ist besonders bevorzugt an einer ersten Stirnseite des Eingangselements, nämlich an einer von der Verbrennungskraftmaschine abgewandten Stirnseite des Eingangselements, mit dem Eingangselement verbunden.
Vermittels der erfindungsgemäßen Ausbildung der Hybridantriebsanordnung kann ein baulich besonders kompakter Aufbau eben dieser realisiert werden, in dem die Kupplung, genauer die Doppelkupplungsanordnung, lediglich Drehmoment jedoch keine Axial- und Radialkräfte übertragen muss. Derart ist es möglich die Doppelkupplungsanordnung insbesondere in Bezug auf ihre Festigkeit und Funktion optimiert darzustellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Hybridantriebsanordnung. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In Fig. 1 ist eine repräsentative Form einer Hybridantriebsanordnung gezeigt, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert und die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
Die Hybridantriebseinheit 1 weist zwei Antriebseinheiten, nämlich eine Verbrennungskraftmaschine 2 und eine elektrische Maschine 3, eine Doppelkupplungsanordnung 4, eine Getriebeanordnung 10 sowie ein Gehäuse 11 auf.
Die elektrische Maschine 3 ist achsparallel, d.h. im Wesentlichen parallel zu einer zentralen Achse 17 der Hybridantriebsanordnung 1 , angeordnet.
Die Doppelkupplungsanordnung 4 weist eine erste Reibkupplung 5 und eine zweite Reibkupplung 6 auf, wobei die Reibkupplungen 5, 6 ein mit der Verbrennungskraftmaschine 2 gekoppeltes gemeinsames Eingangselement 7, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Kupplungskorb 7‘, und jeweils ein Ausgangselement 8, 9 aufweisen. Die Doppelkupplungsanordnung 4 ist in dem Gehäuse 11 der Hybridantriebsanordnung 1 angeordnet.
Die Getriebeanordnung 10 weist ein erstes Teilgetriebe (nicht im Detail dargestellt) und ein zweites Teilgetriebe (nicht im Detail dargestellt) auf, wobei das Ausgangselement 8 der ersten Reibkupplung 5 mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes antriebswirksam verbunden ist und wobei das Ausgangselement 9 der zweiten Reibkupplung 6 mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes antriebswirksam verbunden ist.
Die elektrische Maschine 3 ist über eine Zahnradstufe 12, nämlich eine Stirnrad- stufe 12‘, mit einem Antriebselement 13, nämlich einem Antriebszahnrad 13‘, antriebswirksam verbunden. Die Stirnradstufe 12‘ ist über eine Öffnung 18 in dem Gehäuse 1 1 in den Innenraum des Gehäuses 1 1 geführt. Das Antriebszahnrad 13‘ ist in dem Innenraum des Gehäuses 1 1 angeordnet und über ein erstes Lager 14 an dem Gehäuse 11 gelagert. Weiterhin ist das Antriebszahnrad 13‘ mit dem Eingangselement 7 der Reibkupplungen 5, 6 antriebswirksam verbunden. Die antriebswirksame Verbindung des Antriebszahnrads 13‘ mit dem Kupplungskorb 7‘ erfolgt über eine Steckverzahnung 15 an einer ersten Stirnseite des Kupplungskorbs 7‘, nämlich in Bezug auf Fig. 1 an einer von der Verbrennungskraftmaschine 2 abgewandten Stirnseite des Kupplungskorbs 7‘.
Bezuqszeichenliste
1 Hybridantriebsanordnung
2 Verbrennungskraftmaschine
3 Elektrische Maschine
4 Doppelkupplungsanordnung
5 Erste Reibkupplung
6 Zweite Reibkupplung
7 Eingangselement
7‘ Kupplungskorb
8 Erstes Ausgangselement
9 Zweites Ausgangselement
10 Getriebeanordnung
11 Gehäuse
12 Zahnradstufe
12‘ Stirnradstufe
13 Antriebselement
13‘ Antriebszahnrad
14 Erstes Lager
15 Steckverzahnung
16 Erste Stirnseite
17 Zentrale Achse
18 Öffnung (in dem Gehäuse)

Claims

-8- Patentansprüche
1 . Hybridantriebsanordnung (1 ) für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest zwei Antriebseinheiten, nämlich zumindest eine Verbrennungskraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3), eine Doppelkupplungsanordnung (4), die eine erste Reibkupplung (5) und eine zweite Reibkupplung (6) aufweist, wobei die Reibkupplungen (5, 6) ein mit der Verbrennungskraftmaschine (2) gekoppeltes oder koppelbares gemeinsames Eingangselement (7) und jeweils ein Ausgangselement (8, 9) aufweisen, eine Getriebeanordnung (10), die ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe aufweist, wobei das Ausgangselement der ersten Reibkupplung (8) mit einem Eingang des ersten Teilgetriebes verbunden ist und wobei das Ausgangselement (9) der zweiten Reibkupplung mit einem Eingang des zweiten Teilgetriebes verbunden ist und ein Gehäuse (11 ), in dem zumindest die Doppelkupplungsanordnung (4) angeordnet ist, wobei die elektrische Maschine (3) über zumindest eine Zahnradstufe (12) mit einem Antriebselement (13) verbunden ist, das über ein erstes Lager (14) in dem Gehäuse (11 ) gelagert ist und mit dem Eingangselement (7) der Reibkupplungen (5, 6) verbunden ist.
2. Hybridantriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Eingangselement (7) ein Kupplungskorb (7‘) der Reibkupplungen (5, 6) ist. -9- Hybridantriebsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Antriebselement (13) übereine Steckverzahnung (15), eine Verschraubung oder über elastische Elemente mit dem Eingangselement (7) der Reibkupplungen (5, 6) verbunden ist. Hybridantriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Antrieb- selement (13) an einer ersten Stirnseite (16) des Eingangselements (7), nämlich an einer von der Verbrennungskraftmaschine (2) abgewandten Stirnseite des Eingangselements (7), mit dem Eingangselement (7) verbunden ist.
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