WO2005097532A1 - Hybrid drive train comprising an internal combustion engine and two electric drive units - Google Patents

Hybrid drive train comprising an internal combustion engine and two electric drive units Download PDF

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WO2005097532A1
WO2005097532A1 PCT/EP2005/003352 EP2005003352W WO2005097532A1 WO 2005097532 A1 WO2005097532 A1 WO 2005097532A1 EP 2005003352 W EP2005003352 W EP 2005003352W WO 2005097532 A1 WO2005097532 A1 WO 2005097532A1
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WO
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input
planetary gear
electric drive
gear set
drive unit
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PCT/EP2005/003352
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German (de)
French (fr)
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Jürgen Lang
Klaus Riedl
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Daimlerchrysler Ag
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    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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Definitions

  • Hybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units with an internal combustion engine and two electric drive units
  • the invention relates to a hybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units and a step transmission according to selected features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive train with selected features of claim 2. In addition, the invention relates to a series of hybrid drive trains according to selected features of Claim 15.
  • a hybrid drive train is known from the applicant's unpublished application DE 103 19 880.6, which has a step transmission which has a planetary gear set on the input side.
  • the drive movement of an internal combustion engine is fed in via a start-up element, for example a converter, and a transmission input shaft to the planetary gear set on the input side, which is designed as a Ravigneaux planetary gear set.
  • the input shaft is rotatably connected to a ring gear of the planetary gear set, which cooperates with the simple planet of the Ravigneaux planetary gear set.
  • a first electric drive unit enables a drive torque to be superimposed on the drive torque of the internal combustion engine.
  • a second electric drive unit can be connected to the transmission input shaft via a coupling and connected to the web of the planetary gear set on the input side via a further coupling.
  • the known hybrid drive train enables multiple different operating states, in particular conventional operation exclusively with the internal combustion engine and seven gear stages corresponding to a conventional automatic transmission, parallel operation of the internal combustion engine and the first or second electric drive unit, purely electric driving and two stepless driving areas.
  • the object of the present invention is to propose an alternative concept for a simple hybrid drive train which offers a multitude of different operating options. Furthermore, the invention is based on the object of proposing a series which contains subgroups of drive trains which are simple in design but offer a large number of different operating options, and other subgroups, the various subgroups having a high constant proportion.
  • the hybrid powertrain accordingly has an internal combustion engine and two electric drive units as well as a multi-step transmission.
  • the multi-speed transmission has a partial transmission which ensures several gears and which is arranged downstream of a planetary gear set on the input side.
  • the planetary gear set on the input side can be any planetary gear set, a superposition gear or a Ravigneaux planetary gear set, in which an output speed of a gear element results from the drive conditions of two further gear elements of the planetary gear set.
  • a first gear element, in particular a ring gear in accordance with the cited prior art, of the input-side planetary gear set is connected to the internal combustion engine via a gear input shaft without the interposition of a starting element.
  • This can be a direct, rotationally fixed connection or a drive connection with the interposition of a gear stage, with, of course, flexible linkage elements or spring Damper elements can be interposed.
  • the use of a positive coupling is also conceivable.
  • a starting element such as, for example, a frictionally engaged dry or wet clutch or a hydrodynamic torque converter is not required.
  • the invention is based on the knowledge that such starting elements require additional installation space, mean additional weight, generate high wear and / or cause increased costs.
  • the first electric drive unit is in drive connection with the first gear element, so that the drive torque of the first electric drive unit can be superimposed on the drive torque of the internal combustion engine.
  • the drive connection is made directly by a rotationally fixed connection, indirectly with the interposition of a gear stage or with the interposition of a switching element.
  • recuperating energy generated by the internal combustion engine or else energy of the vehicle in the first electric drive unit there is the possibility of recuperating energy generated by the internal combustion engine or else energy of the vehicle in the first electric drive unit.
  • the internal combustion engine can be towed by the first electric drive unit.
  • the second electric drive unit is in drive connection with a second gear element of the planetary gear set on the input side.
  • This drive connection is also a direct or indirect drive connection, possibly with the interposition of a switching element.
  • a start-up function is not guaranteed via a conventional start-up element, but rather via a geared-neutral function on the input side Planetary gear set.
  • connection of the planetary gear set on the input side to the partial transmission ensuring multiple gears takes place via two drive elements, which on the one hand are or can be brought into connection with two gear elements of the input side planetary gear set, in particular with the third gear element, and on the other hand form an input shaft of the partial transmission.
  • the input planetary gear set which is present anyway, takes over the starting function by operating in a geared-neutral range.
  • a particularly sensitive adjustment of the speed on the vehicle wheels is possible by influencing the speed of the internal combustion engine and / or the second electric drive unit.
  • an infinite gear ratio is possible when approaching the geared neutral point, so that there is a high drive torque.
  • a start-up function is made possible by means of a purely electrical start-up via the second electric drive unit, with an otherwise corresponding configuration. In this way, starting can also take place when the internal combustion engine is switched off or the transmission input shaft is stationary, in particular with a blocking freewheel or a transmission element fixed via a brake. This is advantageous, for example, in the case of an automatic start-stop.
  • the hybrid drive train According to a development of the hybrid drive train according to the invention, it has both a start-up function with geared-neutral function and a start-up function with purely electrical start-up. A suitable selection of the two possible start-up functions is dependent on the driver, the environment and / or the operating conditions.
  • the suitable starting function can be specified directly by the driver, for example using a button or switch, or indirectly, for example using the accelerator pedals such as the brake pedal and / or the accelerator pedal. Furthermore, the start function can be selected in accordance with a driver type recognition. Furthermore, the start-up function can be selected depending on the environment, for example in accordance with a summer and winter operation, a geodetic height, a gradient of the roadway or the like.
  • the dependency on the operating conditions includes, for example, a loading condition of the motor vehicle, an operating condition of the internal combustion engine such as a temperature, a charging condition, injection conditions, a temperature condition of at least one transmission element which is actuated in the starting function, an actuation frequency of a transmission element involved, a wear parameter of a gear element or the approximation of a remaining life of a gear element.
  • an operating condition of the internal combustion engine such as a temperature, a charging condition, injection conditions, a temperature condition of at least one transmission element which is actuated in the starting function, an actuation frequency of a transmission element involved, a wear parameter of a gear element or the approximation of a remaining life of a gear element.
  • the drive train can have a suitable control device, to which operating and environmental parameters as well as driver parameters are supplied for a suitable evaluation.
  • Another hybrid drive train according to the invention is characterized in that a start-up function is used for a forward start-up process and / or for a reverse start-up process.
  • the drive movement can be reversed for a reverse gear by suitable control of the drive unit, wherein usually electric drive units can be regulated with sufficient accuracy even at low drive speeds.
  • the input planetary gear set is preferably designed as a Ravigneaux planetary gear set.
  • the drive train has two stepless driving ranges.
  • the input-side planetary gear set is used as the superposition gear in the continuously variable driving ranges, while a changeover from the first to the second continuously variable driving range takes place via a change in the operation of the partial transmission. Accordingly, the two continuously variable driving ranges can be ensured without additional switching elements being necessary.
  • the motor vehicle can be operated at a constant speed of the internal combustion engine and / or of the second electric drive unit over stepless driving ranges over a speed range. U. increases driving comfort and / or leads to a minimization of consumption.
  • five forward gears are provided, with only two or three [reinforced reverse gear] brakes and three clutches being provided for shifting the five forward gears, the continuously variable driving range and the reverse gear.
  • seven forward gears are provided in the hybrid drive train, with only three or four [reinforced reverse gear] brakes and three clutches being provided for shifting the seven forward gears, the continuously variable driving range and the reverse gear.
  • a series of hybrid drive trains has a first subset of Drivetrain, which is constructed as set out above. Furthermore, a second sub-group of drive trains is provided, in which, in contrast to the drive trains of the first sub-group, a starting element is interposed between the first gear element of the input-side planetary gear set and the internal combustion engine and / or a clutch is provided between the second electric drive unit and the second gear element of the input-side planetary gear set and / or a clutch is provided between the transmission input shaft and the second electric drive unit.
  • the drive trains of the second subgroup are drive trains according to the publication DE 103 19 880.6 or PCT / EP03 / 11979.
  • the drive trains of the first subgroup are designed with less construction effort
  • the drive trains of the second subgroup have additional components formed with the starting element or the clutch, which offer extended possibilities for use in other vehicle types, for example for sedans, luxury vehicles, SUVs or off-road vehicles
  • a high proportion of identical parts can be used for the drive trains of the first sub-group and the drive trains of the second sub-group. It is particularly advantageous here if the drive trains of the first and second subgroups have the same or essentially identical sub-transmission, so that only the planetary gear set on the input side upstream of the sub-transmission and / or the connection of the electric drive units to the drive train is changed.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a hybrid drive train with a seven-speed transmission
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a hybrid drive train according to the invention with a five-speed step transmission.
  • Drive trains 10 according to the invention are used in motor vehicles.
  • a transmission input shaft 11 which is connected to an internal combustion engine (not shown) in a drive connection
  • a transmission output shaft 12 which is connected to the vehicle wheels
  • a step-by-step transmission 13 which is designed as an automatic transmission in planetary design, is interposed.
  • the step transmission 13 has a planetary gear set 14 on the input side, which is designed as a Ravigneaux planetary gear set according to FIG.
  • the planetary gear set 14 has a sun gear 15, at least one planet 16 and a ring gear in a first plane
  • a second output element 21 of the planetary gear set 14 is arranged radially on the inside of a first output element 20 of the planetary gear set 14. In its end region facing the internal combustion engine, the first output element 20 forms a web, against which the planet 16 and the second planet 18 are rotatably mounted.
  • the second output element 21 is connected in a rotationally fixed manner to the ring gear 17 in the end region facing the internal combustion engine.
  • the ring gear 17 and the second output element 21 are connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 11 via a radial drive web 22.
  • the output elements form the input elements for a sub-transmission 23 arranged between the planetary gear set 14 and the transmission output shaft 12.
  • the sub-transmission has planetary gear sets 24, 25 arranged in parallel planes.
  • the planetary gear set 24 has a ring gear 26, which has a clutch K2 with the second output element 21 is connectable, at least one planet 27, which is mounted relative to a web 28 connected in a rotationally fixed manner to the transmission output shaft 12 and a sun gear 29.
  • the sun gear 29 can be connected to the transmission housing via a brake B2.
  • the planetary gear set 25 has a ring gear 30 which is non-rotatably connected to the first output element 20, at least one planet 31 which is rotatably mounted relative to a web 32 which is non-rotatably connected to the ring gear 26, and a sun wheel 33 which is connected via a clutch K3 the brake B2 or the sun gear 29 can be connected.
  • the input-side planetary gear set 14 is in power exchange with a hollow shaft 34, which is rotatably connected to a rotor 35 of a second electrical drive unit 36 (EM2).
  • the hollow shaft 34 is directly connected to the sun gear 15 in a rotationally fixed manner.
  • the hollow shaft 34 can be connected to the transmission housing via a radial web by means of a brake B1 and can be connected to the ring gear 19 via a clutch K1.
  • a rotor 37 of a first electric drive unit 38 (EMI) is connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 11.
  • the electric drive units 36, 38 are fed by a common battery 39 and are suitably controlled via a control device (not shown in the figures), to which operating, environmental and driver parameters are supplied, with regard to the torque that is output or recorded and / or the speed of the rotors 37 , 35.
  • the power flow runs from the transmission input shaft 11 and / or the hollow shaft 34 to the planetary gear set 14, which drives the output elements 20, 21, which in turn form drive elements of the partial transmission 23, which has the transmission output shaft 12 as the output element.
  • the transmission input shaft 11 is supported against the transmission housing via a freewheel 40.
  • FIG. 2 In the exemplary embodiment of a part of a drive train according to the invention shown in FIG. 2, components which essentially correspond in structure and function to a component of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are provided with the same reference number with the addition of the letter a.
  • a simple planetary gear set 50 is provided instead of the Ravigneaux planetary gear set 14 in a configuration corresponding to FIG. 1.
  • a sun gear 51 of the planetary gear set 50 is non-rotatably connected to the hollow shaft 34a.
  • At least one planet 52 of the planetary gear set 50 is rotatably supported relative to a web 53 which is connected to the first output element 20a in a rotationally fixed manner.
  • a ring gear 54 of the planetary gear set 50 is connected in a rotationally fixed manner to the radial drive web 22a or the second output element 21a.
  • the hollow shaft 34a can be connected to the first output element 20a or the web 53 via the clutch K1.
  • Fig. 1 ensures five gears with a pure drive via the internal combustion engine, the first gear being used by pure electrical starting only above a limit speed or not at all.
  • An additional brake BR can be used for transmitting large drive torques in a reverse gear, by means of which the web 32, 32a can be connected to the housing.
  • the battery 39 can be charged and / or units of the motor vehicle, such as a parking cooler, can be supplied.
  • the internal combustion engine outputs power while the brake Bl and the clutch K3 are closed. Energy can be recovered via the electric drive unit 38.
  • the second electric drive unit 36 drives.
  • the brake B2 and the clutch K3 are closed.
  • an optionally provided brake BR being actuated in reverse gear to achieve an increased drive torque when driving backwards.
  • the drive of the internal combustion engine is superimposed, possibly to achieve increased starting torques by supplementing the drive torque by the first electric drive unit 38 and by the second electric drive unit 36.
  • the switching elements B2 and K3 are actuated.
  • the drive power of the internal combustion engine is superimposed, if necessary. with the addition of the first electric drive unit 38 and the second electric drive unit 36.
  • the switching elements B2 and K3 are actuated.
  • the drive torque of the internal combustion engine is superimposed in a second stepless driving range, possibly supplemented by the first electric drive unit 38 and the second electric drive unit 36.
  • the switching elements K2 and K3 are actuated here.
  • the operation of the multi-step transmission 13 essentially corresponds to that of a conventional automatic transmission, with additional drive power being able to be fed in via the first electrical drive unit 38 or energy recovery and a deceleration process being able to be carried out via the first electrical drive unit 38.
  • a first forward gear stage which represents a second gear for the exemplary embodiment shown in FIG. 2 and for the one shown in FIG. 1 Embodiment a first gear, the switching elements Bl, B2 and K3 are closed.
  • a sixth forward gear stage is made possible in which the switching elements B3, K2 and K3 are actuated.
  • the first electric drive unit 36 When reversing, the first electric drive unit 36 is driven in a direction that is opposite to the direction during a start according to b). In this case, a holding torque for the transmission input shaft 11 is not applied by the freewheel 40, but by means of the first electrical drive unit 38, which applies a holding torque at an output speed of zero.
  • the switching elements B2 and K3 are closed for such a reverse travel. The maximum drive torque that can be applied for such a reverse travel depends on the maximum holding torque available on the first electric drive unit 38.
  • the second electric drive unit 36 is driven with a change in the direction of rotation compared to h).
  • the switching elements B2 and K3 and a brake BR to be provided for this operation are to be actuated.
  • the first electric drive unit 38 enables the internal combustion engine to be towed away, in particular during a starting process with a geared-neutral function.
  • a suitable operating state for a desired driving state is selected, for example, on the basis of a map which contains in particular efficiencies, power balances, achievable acceleration values or the like.
  • a suitable operating state can preferably be selected according to an operating strategy which is predetermined a priori.
  • individual operating variables of the drive train such as operating temperatures of drive units 36, 38 or clutches and brakes or a state of wear thereof, can be monitored, so that when a limit value of an operating temperature or a state of wear is exceeded, a clutch that is to be protected is deactivated by changing an operating state of the drive train can, so that this or an associated drive unit is relieved.
  • the state of charge of a battery serving to energize the drive units 36, 38 can be taken into account.
  • the embodiment according to the invention can be used particularly advantageously to achieve a series with a modular design for drive trains of different designs, wherein a high proportion of identical parts can be achieved.
  • the following subgroups of a series are possible:
  • a first sub-group has drive trains corresponding to those shown in FIGS. 1 and 2 Embodiments. With regard to the other subgroups mentioned, this subgroup represents a minimal outlay for clutches, brakes and / or starting elements, although a multitude of different operating options are still available.
  • a further subgroup contains drive trains which have a step transmission 13 which essentially correspond to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
  • the interface or division level 60-60 is preceded by a hybrid set according to the unpublished publication DE 103 19 880 and the subsequent application PCT / EP03 / 11979, in which a starting element, in particular a hydrodynamic torque converter, is wet between the internal combustion engine and the transmission input shaft or a dry start-up clutch is interposed.
  • the first electric drive unit 38 is preferably arranged on the side of the starting element facing the internal combustion engine.
  • a clutch it is possible for a clutch to be provided, by means of which the second electric drive unit 36 can be connected to the transmission input shaft 11.
  • a further clutch can be provided between the second electric drive unit 36 and the hollow shaft 34.
  • the power to be absorbed by the starting element can be reduced by partially taking over the starting function via electrical starting or a geared-neutral function.
  • the stepless driving ranges preferably extend over the reverse gear and the first four gear steps.
  • C) Drive trains of a third sub-group can be designed without a hybrid set, but with a starting element, for example in accordance with the publication DE 199 10 299 Cl.
  • the hollow shaft 34 cannot be connected to the sun gear 15, but rather to the web of the planet 16, in this case the sun gear 15 as shown in FIG. 1 is connected to the brake Bl and the clutch Kl.

Abstract

The invention relates to a hybrid drive train, especially for motor vehicles. Known hybrid drive trains are generally provided with start-up elements. Said start-up elements incur high structural costs, require space, and represent an additional weight. According to the invention, a planetary-type multistep reduction gear (13) is coupled to a hybrid group (electric drive units (36; 38)) without the insertion of a start-up element. The start-up is performed exclusively by means of an electric drive unit (36) or a geared neutral function during the operation of an electric drive unit (36) and an internal combustion engine.

Description

DaimlerChrysler AGDaimlerChrysler AG
Hybrider Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen AntriebsaggregatenHybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units
Die Erfindung betrifft einen hybriden Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen Antriebsaggregaten sowie einem Stufengetriebe gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen hybriden Antriebsstrang mit ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 2. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Baureihe hybrider Antriebsstränge gemäß ausgewählten Merkmalen des Anspruchs 15.The invention relates to a hybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units and a step transmission according to selected features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive train with selected features of claim 2. In addition, the invention relates to a series of hybrid drive trains according to selected features of Claim 15.
Aus der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 103 19 880.6 der Anmelderin ist ein hybrider Antriebsstrang bekannt, welcher über ein Stufengetriebe verfügt, welches einen eingangsseitigen Planetensatz aufweist. Die Einspeisung der Antriebsbewegung einer Brennkraftmaschine erfolgt über ein Anfah element , beispielsweise einen Wandler, und eine Getriebeeingangswelle zu dem eingangsseitigen Planetensatz, welcher als Ravigneaux-Planetensatz ausgebildet ist. Die Eingangswelle ist hierbei drehfest mit einem Hohlrad des Planetensatzes verbunden, welches mit dem einfachen Planeten des Ravigneaux-Planetensatzes zusammenwirkt. Ein erstes elektrisches Antriebsaggregat ermöglicht die Überlagerung eines Antriebsmomentes zu dem Antriebsmoment der Brennkraftmaschine. Ein zweites elektrisches Antriebsaggregat ist über eine Kupplung mit der Getriebeeingangswelle verbindbar sowie über eine weitere Kupplung mit dem Steg des eingangsseitigen Planetensatzes verbindbar. Der bekannte hybride Antriebsstrang ermöglicht vielfache unterschiedliche Betriebszustände, insbesondere einen konventionellen Betrieb ausschließlich mit der Brennkraftmaschine und sieben Gangstufen entsprechend einem herkömmlichen Automatgetriebe, einen parallelen Betrieb der Brennkraftmaschine sowie des ersten oder zweiten elektrischen Antriebsaggregates, ein rein elektrisches Fahren sowie zwei stufenlose Fahrbereiche.A hybrid drive train is known from the applicant's unpublished application DE 103 19 880.6, which has a step transmission which has a planetary gear set on the input side. The drive movement of an internal combustion engine is fed in via a start-up element, for example a converter, and a transmission input shaft to the planetary gear set on the input side, which is designed as a Ravigneaux planetary gear set. The input shaft is rotatably connected to a ring gear of the planetary gear set, which cooperates with the simple planet of the Ravigneaux planetary gear set. A first electric drive unit enables a drive torque to be superimposed on the drive torque of the internal combustion engine. A second electric drive unit can be connected to the transmission input shaft via a coupling and connected to the web of the planetary gear set on the input side via a further coupling. The known hybrid drive train enables multiple different operating states, in particular conventional operation exclusively with the internal combustion engine and seven gear stages corresponding to a conventional automatic transmission, parallel operation of the internal combustion engine and the first or second electric drive unit, purely electric driving and two stepless driving areas.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Konzept für einen einfachen hybriden Antriebsstrang vorzuschlagen, welcher eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmδglichkeiten bietet. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Baureihe vorzuschlagen, welche Teilgruppen von Antriebssträngen beinhaltet, die einfach ausgebildet sind, aber eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmöglichkeiten bieten, sowie andere Teilgruppen, wobei die verschiedenen Teilgruppen einen hohen Gleichanteil aufweisen.The object of the present invention is to propose an alternative concept for a simple hybrid drive train which offers a multitude of different operating options. Furthermore, the invention is based on the object of proposing a series which contains subgroups of drive trains which are simple in design but offer a large number of different operating options, and other subgroups, the various subgroups having a high constant proportion.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object on which the invention is based is achieved by the features of claim 1.
Der hybride Antriebsstrang verfügt demgemäß über eine Brennkraftmaschine und zwei elektrische Antriebsaggregate sowie ein Stufengetriebe. Das Stufengetriebe besitzt hierbei ein mehrere Gänge gewährleistendes Teilgetriebe, welches einem eingangsseitigen Planetensatz nachgeordnet ist. Bei dem eingangsseitigen Planetensatz kann es sich um einen beliebigen Planetensatz, ein Überlagerungsgetriebe oder einen Ravigneaux-Planetensatz handeln, bei welchem sich eine Abtriebsdrehzahl eines Getriebeelementes über die Antriebsbedingungen von zwei weiteren Getriebeelementen des Planetensatzes ergeben. Ein erstes Getriebeelement, insbesondere entsprechend dem genannten Stand der Technik ein Hohlrad, des eingangsseitigen Planetensatzes ist ohne Zwischenschaltung eines Anfahrelementes über eine Getriebeeingangswelle mit der Brennkraftmaschine verbunden. Hierbei kann es sich um eine unmittelbare drehfeste Verbindung oder eine Antriebsverbindung unter Zwischenschaltung einer Getriebestufe handeln, wobei selbstverständlich flexible Anlenkungselemente oder Feder- Dämpfer-Elemente zwischengeschaltet sein können. Auch der Einsatz einer formschlüssigen Kupplung ist denkbar.The hybrid powertrain accordingly has an internal combustion engine and two electric drive units as well as a multi-step transmission. The multi-speed transmission has a partial transmission which ensures several gears and which is arranged downstream of a planetary gear set on the input side. The planetary gear set on the input side can be any planetary gear set, a superposition gear or a Ravigneaux planetary gear set, in which an output speed of a gear element results from the drive conditions of two further gear elements of the planetary gear set. A first gear element, in particular a ring gear in accordance with the cited prior art, of the input-side planetary gear set is connected to the internal combustion engine via a gear input shaft without the interposition of a starting element. This can be a direct, rotationally fixed connection or a drive connection with the interposition of a gear stage, with, of course, flexible linkage elements or spring Damper elements can be interposed. The use of a positive coupling is also conceivable.
Erfindungsgemäß entfällt der Einsatz eines Anfahrelementes wie beispielsweise einer reibschlüssigen trockenen oder nassen Kupplung oder eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass derartige Anfahrelemente einen zusätzlichen Bauraum erfordern, zusätzliches Gewicht bedeuten, hohen Verschleiß erzeugen und/oder erhöhte Kosten verursachen.According to the invention, the use of a starting element such as, for example, a frictionally engaged dry or wet clutch or a hydrodynamic torque converter is not required. The invention is based on the knowledge that such starting elements require additional installation space, mean additional weight, generate high wear and / or cause increased costs.
Das erste elektrische Antriebsaggregat steht mit dem ersten Getriebeelement in AntriebsVerbindung, so dass das Antriebsmoment des ersten elektrischen Antriebsaggregates dem Antriebsmoment der Brennkraftmaschine überlagerbar ist. Die Antriebsverbindung besteht hierbei unmittelbar durch drehfeste Anbindung, mittelbar unter Zwischenschaltung einer Getriebestufe oder unter Zwischenschaltung eines Schaltelementes. Neben der Möglichkeit, zusätzlich zu dem Antriebsmoment der Brennkraftmaschine ein Zusatzmoment durch das erste elektrische Antriebsaggregat aufzubringen, besteht die Möglichkeit, über die Brennkraftmaschine erzeugte Energie oder aber Energie des Fahrzeugs in dem ersten elektrischen Antriebsaggregat zu rekuperieren. Alternativ oder zusätzlich kann über das erste elektrische Antriebsaggregat ein Anschleppen der Brennkraftmaschine erfolgen.The first electric drive unit is in drive connection with the first gear element, so that the drive torque of the first electric drive unit can be superimposed on the drive torque of the internal combustion engine. The drive connection is made directly by a rotationally fixed connection, indirectly with the interposition of a gear stage or with the interposition of a switching element. In addition to the possibility of applying an additional torque by the first electric drive unit in addition to the drive torque of the internal combustion engine, there is the possibility of recuperating energy generated by the internal combustion engine or else energy of the vehicle in the first electric drive unit. Alternatively or additionally, the internal combustion engine can be towed by the first electric drive unit.
Das zweite elektrische Antriebsaggregat steht mit einem zweiten Getriebeelement des eingangsseitigen Planetensatzes in Antriebsverbindung. Auch bei dieser AntriebsVerbindung handelt es sich um eine unmittelbare oder mittelbare Antriebsverbindung, ggf. unter Zwischenschaltung eines Schaltelementes .The second electric drive unit is in drive connection with a second gear element of the planetary gear set on the input side. This drive connection is also a direct or indirect drive connection, possibly with the interposition of a switching element.
Erfindungsgemäß wird eine Anfahrfunktion nicht über ein herkömmliches Anfahrelement gewährleistet, sondern vielmehr über eine Geared-Neutral-Funktion des eingangsseitigen Planetensatzes. Hierbei wird ausgenutzt, dass bei geeigneter Auslegung des Planetensatzes bei gleichzeitigem Betrieb der Brennkraftmaschine und des zweiten elektrischen Antriebsaggregates und geeigneter Wahl der Drehzahlen von Brennkraftmaschine und zweitem elektrischen Antriebsaggregat das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement kinematisch so zusammenwirken, dass ein drittes Getriebeelement trotz rotierender anderer Getriebeelemente ruht. Dieser Sachverhalt kann bei stehendem Fahrzeug ausgenutzt werden. Für geringfügige Veränderungen der Drehzahlen der Brennkraftmaschine und/oder des zweiten elektrischen Antriebsaggregates ergibt sich eine kleine Drehzahl des dritten Getriebeelementes, welche über das Teilgetriebe in Richtung Fahrzeugräder weitergegeben wird, wodurch ein Anfahrvorgang gewährleistet ist.According to the invention, a start-up function is not guaranteed via a conventional start-up element, but rather via a geared-neutral function on the input side Planetary gear set. This takes advantage of the fact that, with a suitable design of the planetary gear set and simultaneous operation of the internal combustion engine and the second electrical drive unit and suitable selection of the speeds of the internal combustion engine and the second electrical drive unit, the first gear element and the second gear element interact kinematically in such a way that a third gear element despite rotating other gear elements rests. This fact can be exploited when the vehicle is stationary. For slight changes in the rotational speeds of the internal combustion engine and / or the second electric drive unit, the third gear element has a low rotational speed, which is passed on via the partial transmission in the direction of the vehicle wheels, which ensures a starting process.
Die Verbindung des eingangsseitigen Planetensatzes mit dem mehrere Gänge gewährleistenden Teilgetriebe erfolgt über zwei Antriebselemente, welche einerseits mit zwei Getriebeelementen des eingangsseitigen Planetensatzes in Antriebsverbindung stehen oder bringbar sind, insbesondere mit dem dritten Getriebeelement, und andererseits eine Eingangswelle des Teilgetriebes bilden.The connection of the planetary gear set on the input side to the partial transmission ensuring multiple gears takes place via two drive elements, which on the one hand are or can be brought into connection with two gear elements of the input side planetary gear set, in particular with the third gear element, and on the other hand form an input shaft of the partial transmission.
Erfindungsgemäß übernimmt somit anstelle des Anfahrelementes der ohnehin vorhandene eingangsseitige Planetensatz durch den Betrieb in einem Geared-Neutral-Bereich die Anfahrfunktion. Bei einer stufenlosen Verstellung aus dem Geared-Neutral- Punkt ist über die Drehzahlbeeinflussung der Brennkraftmaschine und/oder des zweiten elektrischen Antriebsaggregates eine besonders feinfühlige Einstellung der Geschwindigkeit an den Fahrzeugrädern möglich. Theoretisch ist in Annäherung an den Geared-Neutral-Punkt eine unendliche Übersetzung möglich, so dass sich ein hohes Antriebsmoment ergibt . Gemäß einer weiteren Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird - bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung - eine Anfahrfunktion über ein rein elektrisches Anfahren über das zweite elektrische Antriebsaggregat ermöglicht. Auf diese Weise kann ein Anfahren auch bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine oder ruhender Getriebeeingangswelle, insbesondere mit einem sperrenden Freilauf oder einem über eine Bremse festgesetzten Getriebeelement, erfolgen. Dies ist beispielsweise von Vorteil bei einer Start-Stop-Automatik.According to the invention, instead of the starting element, the input planetary gear set, which is present anyway, takes over the starting function by operating in a geared-neutral range. In the case of a continuous adjustment from the geared neutral point, a particularly sensitive adjustment of the speed on the vehicle wheels is possible by influencing the speed of the internal combustion engine and / or the second electric drive unit. In theory, an infinite gear ratio is possible when approaching the geared neutral point, so that there is a high drive torque. According to a further solution to the problem on which the invention is based, a start-up function is made possible by means of a purely electrical start-up via the second electric drive unit, with an otherwise corresponding configuration. In this way, starting can also take place when the internal combustion engine is switched off or the transmission input shaft is stationary, in particular with a blocking freewheel or a transmission element fixed via a brake. This is advantageous, for example, in the case of an automatic start-stop.
Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen hybriden Antriebsstranges verfügt dieser sowohl über eine Anfahrfunktion mit Geared-Neutral-Funktion als auch über eine Anfahrfunktion mit rein elektrischem Anfahren. Eine geeignete Auswahl der beiden möglichen Anfahrfunktionen erfolgt fahrerabhängig, umgebungsabhängig und/oder abhängig von den Betriebsbedingungen.According to a development of the hybrid drive train according to the invention, it has both a start-up function with geared-neutral function and a start-up function with purely electrical start-up. A suitable selection of the two possible start-up functions is dependent on the driver, the environment and / or the operating conditions.
Die geeignete Anfahrfunktion kann hierbei unmittelbar vom Fahrer vorgegeben werden, beispielsweise über einen Taster oder Schalter, oder mittelbar, beispielsweise über die Betätigung der Fahrpedale wie Bremspedal und/oder Gaspedal . Weiterhin kann die Auswahl der Anfahrfunktion nach Maßgabe einer Fahrertyperkennung erfolgen. Weiterhin kann die Auswahl der Anfahrfunktion umgebungsabhängig erfolgen, beispielsweise entsprechend einem Sommer- und Winterbetrieb, einer geodetischen Höhe, einer Steigung der Fahrbahn oder ähnliches .The suitable starting function can be specified directly by the driver, for example using a button or switch, or indirectly, for example using the accelerator pedals such as the brake pedal and / or the accelerator pedal. Furthermore, the start function can be selected in accordance with a driver type recognition. Furthermore, the start-up function can be selected depending on the environment, for example in accordance with a summer and winter operation, a geodetic height, a gradient of the roadway or the like.
Die Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen beinhaltet beispielsweise einen Beladungszustand des Kraftfahrzeuges, einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine wie eine Temperatur, einen Aufladungszustand, Einspritzbedingungen, einen Temperaturzustand mindestens eines in der Anfahrfunktion beaufschlagten Getriebeelementes, eine Betätigungshäufigkeit eines beteiligten Getriebeelementes, einen Verschleißparameter eines Getriebeelementes oder die Approximation einer verbleibenden Lebensdauer eines Getriebeelementes .The dependency on the operating conditions includes, for example, a loading condition of the motor vehicle, an operating condition of the internal combustion engine such as a temperature, a charging condition, injection conditions, a temperature condition of at least one transmission element which is actuated in the starting function, an actuation frequency of a transmission element involved, a wear parameter of a gear element or the approximation of a remaining life of a gear element.
Zur geeigneten Ansteuerung der Anfahrfunktion kann der Antriebsstrang über eine geeignete Steuereinrichtung verfügen, welcher Betriebs- und Umgebungsparameter sowie Fahrerparameter zugeführt werden für eine geeignete Auswertung .To suitably control the start-up function, the drive train can have a suitable control device, to which operating and environmental parameters as well as driver parameters are supplied for a suitable evaluation.
Ein weiterer erfindungsgemäßer hybrider Antriebsstrang ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anfahrfunktion für einen Vorwärtsanfahrvorgang und/oder für einen Rückwärtsanfahrvorgang Einsatz findet. Für das zweite elektrische Antriebsaggregat kann eine Umkehrung der Antriebsbewegung für einen Rückwärtsgang durch geeignete Ansteuerung des Antriebsaggregates erfolgen, wobei gewδhnlicherweise elektrische Antriebsaggregate auch bei kleinen Antriebsdrehzahlen hinreichend genau regelbar sind.Another hybrid drive train according to the invention is characterized in that a start-up function is used for a forward start-up process and / or for a reverse start-up process. For the second electric drive unit, the drive movement can be reversed for a reverse gear by suitable control of the drive unit, wherein usually electric drive units can be regulated with sufficient accuracy even at low drive speeds.
Für die Gewährleistung der Anfahrfunktion über eine Geared- Neutral-Funktion ist auch bei verhältnismäßig großen Drehzahlen von Brennkraftmaschine und zweitem elektrischen Antriebsaggregat eine feinfühlige Einregelung der Abtriebsdrehzahl insbesondere des dritten Getriebeelementes möglich sowie ein Antrieb desselben in eine mit einer Vorwärtsbewegung sowie einer Rückwärtsbewegung korrelierenden Drehrichtung .To ensure the start-up function via a geared-neutral function, even at relatively high speeds of the internal combustion engine and the second electric drive unit, sensitive adjustment of the output speed, in particular of the third gear element, is possible, as well as driving the same in a direction of rotation correlating with a forward movement and a backward movement.
Vorzugsweise ist der eingangsseitige Planetensatz als Ravigneaux-Planetensatz ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich die vorgenannten Vorteile der Erfindung mit den an sich bekannten Vorteilen eines Ravigneaux-Planetensatzes, insbesondere die Realisierung einer hohen Zahl von Gangstufen auf kleinem Bauraum, kombinieren. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen hybriden Antriebsstrangs verfügt der Antriebsstrang über zwei stufenlose Fahrbereiche. Insbesondere ist in den stufenlosen Fahrbereichen als Überlagerungsgetriebe der eingangsseitige Planetensatz eingesetzt, während eine Umschaltung von dem ersten zu dem zweiten stufenlosen Fahrbereich über eine Veränderung des Betriebes des Teilgetriebes erfolgt. Demgemäß können die zwei stufenlosen Fahrbereiche gewährleistet werden, ohne dass zusätzliche Schaltelemente notwendig sind. Über stufenlose Fahrbereiche kann über einen Geschwindigkeitsbereich das Kraftfahrzeug mit konstanter Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder des zweiten elektrischen Antriebsaggregates betrieben werden, was u. U. den Fahrkomfort erhöht und/oder zu einer Verbrauchsminimierung führt .The input planetary gear set is preferably designed as a Ravigneaux planetary gear set. In this way, the aforementioned advantages of the invention can be combined with the known advantages of a Ravigneaux planetary gear set, in particular the realization of a high number of gear steps in a small installation space. According to a preferred embodiment of the hybrid drive train according to the invention, the drive train has two stepless driving ranges. In particular, the input-side planetary gear set is used as the superposition gear in the continuously variable driving ranges, while a changeover from the first to the second continuously variable driving range takes place via a change in the operation of the partial transmission. Accordingly, the two continuously variable driving ranges can be ensured without additional switching elements being necessary. The motor vehicle can be operated at a constant speed of the internal combustion engine and / or of the second electric drive unit over stepless driving ranges over a speed range. U. increases driving comfort and / or leads to a minimization of consumption.
Entsprechend einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind fünf Vorwärtsgänge vorgesehen, wobei zur Schaltung der fünf Vorwärtsgänge, der stufenlosen Fahrbereiche und des Rückwärtsganges ausschließlich zwei bzw. drei [verstärkter Rückwärtsgang] Bremsen sowie drei Kupplungen vorgesehen sind. Dieses stellt einen besonders kompakten Aufbau bei einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmöglichkeiten dar.According to a further proposal of the invention, five forward gears are provided, with only two or three [reinforced reverse gear] brakes and three clutches being provided for shifting the five forward gears, the continuously variable driving range and the reverse gear. This represents a particularly compact design with a variety of different operating options.
In alternativer Ausgestaltung sind bei dem hybriden Antriebsstrang sieben Vorwärtsgänge vorgesehen, wobei zur Schaltung der sieben Vorwärtsgänge, der stufenlosen Fahrbereiche und des Rückwärtsganges ausschließlich drei bzw. vier [verstärkter Rückwärtsgang] Bremsen sowie drei Kupplungen vorgesehen sind.In an alternative embodiment, seven forward gears are provided in the hybrid drive train, with only three or four [reinforced reverse gear] brakes and three clutches being provided for shifting the seven forward gears, the continuously variable driving range and the reverse gear.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 15.A further solution to the problem on which the invention is based is characterized by the features of claim 15.
Gemäß diesem Vorschlag der Erfindung besitzt eine Baureihe hybrider Antriebsstränge eine erste Teilgruppe von Antriebssträngen, welche wie zuvor dargelegt aufgebaut ist. Des weiteren ist eine zweite Teilgruppe von Antriebssträngen vorgesehen, bei denen abweichend zu den Antriebssträngen der ersten Teilgruppe zwischen dem ersten Getriebeelement des eingangsseitigen Planetensatzes und der Brennkraftmaschine ein Anfahrelement zwischengeschaltet und/oder zwischen dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat und dem zweiten Getriebeelement des eingangsseitigen Planetensatzes eine Kupplung vorgesehen und/oder zwischen der Getriebeeingangswelle und dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat eine Kupplung vorgesehen ist. Beispielsweise handelt es sich bei den Antriebssträngen der zweiten Teilgruppe um Antriebsstränge entsprechend der Druckschrift DE 103 19 880.6 bzw. PCT/EP03/11979.According to this proposal of the invention, a series of hybrid drive trains has a first subset of Drivetrain, which is constructed as set out above. Furthermore, a second sub-group of drive trains is provided, in which, in contrast to the drive trains of the first sub-group, a starting element is interposed between the first gear element of the input-side planetary gear set and the internal combustion engine and / or a clutch is provided between the second electric drive unit and the second gear element of the input-side planetary gear set and / or a clutch is provided between the transmission input shaft and the second electric drive unit. For example, the drive trains of the second subgroup are drive trains according to the publication DE 103 19 880.6 or PCT / EP03 / 11979.
Während die Antriebsstränge der ersten Teilgruppe demgemäß mit geringerem Bauaufwand ausgeführt sind, verfügen die Antriebsstränge der zweiten Teilgruppe über mit dem Anfahrelement oder der Kupplung gebildete zusätzliche Bauelemente, welche für einen Einsatz in anderen Fahrzeugtypen, beispielsweise für Limousinen, Luxusfahrzeuge, SUV's oder Geländefahrzeuge erweiterte Möglichkeiten bieten. Erfindungsgemäß kann für die Antriebsstränge der ersten Teilgruppe sowie die Antriebsstränge der zweiten Teilgruppe ein hoher Anteil von Gleichteilen verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Antriebsstränge der ersten und zweiten Teilgruppe über dasselbe oder im wesentlichen identische Teilgetriebe verfügen, so dass lediglich der dem Teilgetriebe vorgeschaltete eingangsseitige Planetensatz und/oder die Anbindung der elektrischen Antriebsaggregate an den Antriebsstrang verändert ist.Accordingly, while the drive trains of the first subgroup are designed with less construction effort, the drive trains of the second subgroup have additional components formed with the starting element or the clutch, which offer extended possibilities for use in other vehicle types, for example for sedans, luxury vehicles, SUVs or off-road vehicles , According to the invention, a high proportion of identical parts can be used for the drive trains of the first sub-group and the drive trains of the second sub-group. It is particularly advantageous here if the drive trains of the first and second subgroups have the same or essentially identical sub-transmission, so that only the planetary gear set on the input side upstream of the sub-transmission and / or the connection of the electric drive units to the drive train is changed.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Weitere Merkmale sind der Zeichnung, insbesondere den dargestellten Geometrien der Bauteile, den relativen Abmessungen mehrerer dargestellter Maße gleicher oder unterschiedlicher Bauteile, der relativen Anordnung der Bauteile zueinander und deren Wirkverbindungen miteinander, zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher in verschiedenen Figuren dargestellter Ausgestaltungen und/oder der Merkmale mit Merkmalen der Ausgestaltungen des genannten Standes der Technik ist ebenfalls möglich.Advantageous further developments result from the subclaims, the description and the drawings. Further features are the drawing, in particular the geometries of the components shown, the relative dimensions of a plurality of the same or the same dimensions different components, the relative arrangement of the components to each other and their operative connections to each other. The combination of features of different configurations shown in different figures and / or of the features with features of the configurations of the prior art mentioned is also possible.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen hybriden Antriebsstrangs sowie Elementen der Teilgruppe der erfindungsgemäßen Gruppe von Antriebssträngen werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert . Die Zeichnung zeigt :Preferred exemplary embodiments of the hybrid drive train according to the invention and elements of the subgroup of the group of drive trains according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines hybriden Antriebsstranges mit einem sieben Vorwärtsgänge aufweisenden Stufengetriebe undFig. 1 shows a first embodiment of a hybrid drive train with a seven-speed transmission and
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hybriden Antriebsstranges mit einem fünf Vorwärtsgänge aufweisenden Stufengetriebe .Fig. 2 shows a second embodiment of a hybrid drive train according to the invention with a five-speed step transmission.
Erfindungsgemäße Antriebsstränge 10 finden Einsatz in Kraftfahrzeugen. Hierbei ist zwischen einer Getriebeeingangswelle 11, welche mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine in AntriebsVerbindung steht, und eine Getriebeausgangswelle 12, welche mit den Fahrzeugrädern verbunden ist, ein Stufengetriebe 13 zwischengeschaltet, welches als Automatikgetriebe in Planetenbauart ausgebildet ist.Drive trains 10 according to the invention are used in motor vehicles. Here, between a transmission input shaft 11, which is connected to an internal combustion engine (not shown) in a drive connection, and a transmission output shaft 12, which is connected to the vehicle wheels, a step-by-step transmission 13, which is designed as an automatic transmission in planetary design, is interposed.
Das Stufengetriebe 13 verfügt über einen eingangsseitigen Planetensatz 14, welcher gemäß Fig. 1 als Ravigneaux- Planetensatz ausgebildet ist. Der Planetensatz 14 verfügt in einer ersten Ebene über ein Sonnenrad 15, mindestens einen Planeten 16 und ein HohlradThe step transmission 13 has a planetary gear set 14 on the input side, which is designed as a Ravigneaux planetary gear set according to FIG. The planetary gear set 14 has a sun gear 15, at least one planet 16 and a ring gear in a first plane
17, wobei der Planet 16 in einer parallelen, auf der der Brennkraftmaschine zugewandten Seite liegenden Ebene mit mindestens einem zweiten Planeten 18 kämmt, welcher radial außenliegend mit einem zweiten Hohlrad 19 kämmt. Die Planeten 16, 18 sind in Umfangsriehtung versetzt, so dass der radiale Abstand des zweiten Hohlrades 19 von dem Planeten 16 kleiner gestaltet sein kann als der Durchmesser des zweiten Planeten17, wherein the planet 16 meshes in a parallel plane lying on the side facing the internal combustion engine with at least one second planet 18 which meshes radially on the outside with a second ring gear 19. The planets 16, 18 are offset in the circumferential direction, so that the radial distance of the second ring gear 19 from the planet 16 can be made smaller than the diameter of the second planet
18. Radial innenliegend von einem ersten Abtriebselement 20 des Planetensatzes 14 ist ein zweites Abtriebselement 21 des Planetensatzes 14 angeordnet. Das erste Abtriebselement 20 bildet in seinem der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich einen Steg, gegenüber welchem der Planet 16 und der zweite Planet 18 drehbar gelagert sind. Das zweite Abtriebselement 21 ist in dem der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich drehfest mit dem Hohlrad 17 verbunden. Das Hohlrad 17 und das zweite Abtriebselement 21 sind über einen radialen Antriebssteg 22 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 11 verbunden.18. A second output element 21 of the planetary gear set 14 is arranged radially on the inside of a first output element 20 of the planetary gear set 14. In its end region facing the internal combustion engine, the first output element 20 forms a web, against which the planet 16 and the second planet 18 are rotatably mounted. The second output element 21 is connected in a rotationally fixed manner to the ring gear 17 in the end region facing the internal combustion engine. The ring gear 17 and the second output element 21 are connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 11 via a radial drive web 22.
Die Abtriebselemente bilden die Eingangselemente für ein zwischen dem Planetensatz 14 und der Getriebeausgangswelle 12 angeordnetes Teilgetriebe 23. Das Teilgetriebe verfügt über in parallelen Ebenen angeordnete Planetensätze 24, 25. Der Planetensatz 24 verfügt über ein Hohlrad 26, welches über eine Kupplung K2 mit dem zweiten Abtriebselement 21 verbindbar ist, mindestens einen Planeten 27, welcher gegenüber einem drehfest mit der Getriebeausgangswelle 12 verbundenen Steg 28 gelagert ist und ein Sonnenrad 29. Das Sonnenrad 29 ist über eine Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse verbindbar . Der Planetensatz 25 verfügt über ein Hohlrad 30, welches drehfest mit dem ersten Abtriebselement 20 verbunden ist, mindestens einen Planeten 31, welcher gegenüber einem drehfest mit dem Hohlrad 26 verbundenen Steg 32 drehbar gelagert ist, und ein Sonnenrad 33, welches über eine Kupplung K3 mit der Bremse B2 bzw. dem Sonnenrad 29 verbindbar ist.The output elements form the input elements for a sub-transmission 23 arranged between the planetary gear set 14 and the transmission output shaft 12. The sub-transmission has planetary gear sets 24, 25 arranged in parallel planes. The planetary gear set 24 has a ring gear 26, which has a clutch K2 with the second output element 21 is connectable, at least one planet 27, which is mounted relative to a web 28 connected in a rotationally fixed manner to the transmission output shaft 12 and a sun gear 29. The sun gear 29 can be connected to the transmission housing via a brake B2. The planetary gear set 25 has a ring gear 30 which is non-rotatably connected to the first output element 20, at least one planet 31 which is rotatably mounted relative to a web 32 which is non-rotatably connected to the ring gear 26, and a sun wheel 33 which is connected via a clutch K3 the brake B2 or the sun gear 29 can be connected.
Der eingangsseitige Planetensatz 14 steht - neben dem Leistungsaustausch mit der Getriebeeingangswelle 11 - in Leistungsaustausch mit einer Hohlwelle 34, welche drehfest mit einem Rotor 35 eines zweiten elektrischen Antriebsaggregates 36 (EM2) verbunden ist. Die Hohlwelle 34 ist hierbei unmittelbar drehfest mit dem Sonnenrad 15 verbunden. Weiterhin ist die Hohlwelle 34 über einen radialen Steg mittels einer Bremse Bl mit dem Getriebegehäuse verbindbar und über eine Kupplung Kl mit dem Hohlrad 19 verbindbar. Drehfest mit der Getriebeeingangswelle 11 ist ein Rotor 37 eines ersten elektrischen Antriebsaggregates 38 (EMI) verbunden. Die elektrischen Antriebsaggregate 36, 38 werden von einer gemeinsamen Batterie 39 gespeist und über eine in den Figuren nicht dargestellte Steuereinrichtung, welcher Betriebs-, Umgebungs- und Fahrerparameter zugeführt werden, geeignet angesteuert hinsichtlich des abgegebenen oder aufgenommenen Momentes und/oder der Drehzahl der Rotoren 37, 35.In addition to the power exchange with the transmission input shaft 11, the input-side planetary gear set 14 is in power exchange with a hollow shaft 34, which is rotatably connected to a rotor 35 of a second electrical drive unit 36 (EM2). The hollow shaft 34 is directly connected to the sun gear 15 in a rotationally fixed manner. Furthermore, the hollow shaft 34 can be connected to the transmission housing via a radial web by means of a brake B1 and can be connected to the ring gear 19 via a clutch K1. A rotor 37 of a first electric drive unit 38 (EMI) is connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 11. The electric drive units 36, 38 are fed by a common battery 39 and are suitably controlled via a control device (not shown in the figures), to which operating, environmental and driver parameters are supplied, with regard to the torque that is output or recorded and / or the speed of the rotors 37 , 35.
Der Kraftfluss verläuft von der Getriebeeingangswelle 11 und/oder der Hohlwelle 34 zum Planetensatz 14, welcher die Abtriebselemente 20, 21 antreibt, die wiederum Antriebselemente des Teilgetriebes 23 bilden, welches als Ausgangselement die Getriebeausgangswelle 12 besitzt. Die Getriebeeingangswelle 11 ist über einen Freilauf 40 gegenüber dem Getriebegehäuse abgestützt.The power flow runs from the transmission input shaft 11 and / or the hollow shaft 34 to the planetary gear set 14, which drives the output elements 20, 21, which in turn form drive elements of the partial transmission 23, which has the transmission output shaft 12 as the output element. The transmission input shaft 11 is supported against the transmission housing via a freewheel 40.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Teils eines Antriebsstranges sind Bauteile, welche hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen einem Bauteil des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit einer gleichen Bezugszahl unter Hinzufügung des Buchstabens a versehen.In the exemplary embodiment of a part of a drive train according to the invention shown in FIG. 2, components which essentially correspond in structure and function to a component of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are provided with the same reference number with the addition of the letter a.
Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei ansonsten Fig. 1 entsprechender Ausgestaltung anstelle des Ravigneaux-Planetensatzes 14 ein einfacher Planetensatz 50 vorgesehen. Ein Sonnenrad 51 des Planetensatzes 50 ist drehfest an die Hohlwelle 34a angebunden. Mindestens ein Planet 52 des Planetensatzes 50 ist drehbar gegenüber einem Steg 53 gelagert, welcher drehfest mit dem ersten Abtriebselement 20a verbunden ist. Ein Hohlrad 54 des Planetensatzes 50 ist drehfest mit dem radialen Antriebssteg 22a bzw. dem zweiten Abtriebselement 21a verbunden. Die Hohlwelle 34a ist neben der Anbindung über die Bremse Bl über die Kupplung Kl mit dem ersten Abtriebselement 20a bzw. dem Steg 53 verbindbar.According to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, a simple planetary gear set 50 is provided instead of the Ravigneaux planetary gear set 14 in a configuration corresponding to FIG. 1. A sun gear 51 of the planetary gear set 50 is non-rotatably connected to the hollow shaft 34a. At least one planet 52 of the planetary gear set 50 is rotatably supported relative to a web 53 which is connected to the first output element 20a in a rotationally fixed manner. A ring gear 54 of the planetary gear set 50 is connected in a rotationally fixed manner to the radial drive web 22a or the second output element 21a. In addition to the connection via the brake B1, the hollow shaft 34a can be connected to the first output element 20a or the web 53 via the clutch K1.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel gewährleistet fünf Getriebegänge bei reinem Antrieb über die Brennkraftmaschine, wobei der erste Getriebegang durch reines elektrisches Anfahren nur oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit oder überhaupt nicht genutzt wird. Zur Übertragung großer Antriebsmomente in einem Rückwärtsgang kann eine zusätzliche Bremse BR eingesetzt sein, mittels welcher der Steg 32, 32a mit dem Gehäuse verbindbar ist. Während des Betriebes eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind folgende Betriebszustände desselben möglich:The embodiment shown in Fig. 1 ensures five gears with a pure drive via the internal combustion engine, the first gear being used by pure electrical starting only above a limit speed or not at all. An additional brake BR can be used for transmitting large drive torques in a reverse gear, by means of which the web 32, 32a can be connected to the housing. The following operating states are possible during the operation of a drive train according to the invention:
a) Ruhendes Fahrzeuga) Vehicle at rest
Für ein ruhendes Fahrzeug kann bei Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere bei Leerlauf der Brennkraftmaschine ein Beladen der Batterie 39 erfolgen und/oder eine Versorgung von Aggregaten des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise einer Standklimanlage, erfolgen. Für einen derartigen Fahrzeugstillstand gibt die Brennkraftmaschine eine Leistung ab, während die Bremse Bl und die Kupplung K3 geschlossen sind. Eine Energierückgewinnung kann über das elektrische Antriebsaggregat 38 erfolgen.For a stationary vehicle, when the internal combustion engine is operating, in particular when the internal combustion engine is idling, the battery 39 can be charged and / or units of the motor vehicle, such as a parking cooler, can be supplied. For such a vehicle standstill, the internal combustion engine outputs power while the brake Bl and the clutch K3 are closed. Energy can be recovered via the electric drive unit 38.
b) Rein elektrisches Anfahrenb) Purely electrical start-up
Bei rein elektrischem Anfahren erfolgt ein Antrieb über das zweite elektrische Antriebsaggregat 36. Bei gesperrtem Freilauf 40 sind die Bremse B2 und die Kupplung K3 geschlossen. Auf diese Weise ist je nach Antriebsrichtung des zweiten elektrischen Antriebsaggregates 36 ein Anfahren in Vorwärtsrichtung und in Rückwärtsrichtung möglich, wobei gegebenenfalls für eine Erzielung eines vergrößerten Antriebsmomentes bei Rückwärtsfahrt eine optional vorgesehene Bremse BR im Rückwärtsgang betätigt ist.In the case of purely electric starting, the second electric drive unit 36 drives. When the freewheel 40 is locked, the brake B2 and the clutch K3 are closed. In this way, depending on the drive direction of the second electric drive unit 36, starting in the forward direction and in the rearward direction is possible, an optionally provided brake BR being actuated in reverse gear to achieve an increased drive torque when driving backwards.
c) Anfahren mit Geared-Neutral-Funktionc) Starting with the geared neutral function
Für ein Anfahren mittels einer Geared-Neutral-Funktion erfolgt eine Überlagerung des Antriebes der Brennkraftmaschine, ggf. zur Erzielung erhöhter Anfahrmomente unter Ergänzung des Antriebsmomentes durch das erste elektrische Antriebsaggregat 38, sowie durch das zweite elektrische Antriebsaggregat 36. Bei gelöstem Freilauf sind die Schaltelemente B2 und K3 betätigt.For starting by means of a geared-neutral function, the drive of the internal combustion engine is superimposed, possibly to achieve increased starting torques by supplementing the drive torque by the first electric drive unit 38 and by the second electric drive unit 36. When the freewheel is released, the switching elements B2 and K3 are actuated.
d) Erster stufenloser Fahrbereichd) First stepless driving area
In einem ersten stufenlosen Fahrbereich erfolgt eine Überlagerung der Antriebsleistung der Brennkraftmaschine, ggf . unter Ergänzung durch das erste elektrische Antriebsaggregat 38, sowie des zweiten elektrischen Antriebsaggregates 36. Hierbei sind die Schaltelemente B2 und K3 betätigt.In a first continuously variable driving range, the drive power of the internal combustion engine is superimposed, if necessary. with the addition of the first electric drive unit 38 and the second electric drive unit 36. The switching elements B2 and K3 are actuated.
e) Zweiter stufenloser Fahrbereiche) Second stepless driving area
In einem zweiten stufenlosen Fahrbereich erfolgt eine Überlagerung des Antriebsmomentes der Brennkraftmaschine, ggf. unter Ergänzung durch das erste elektrische Antriebsaggregat 38, sowie des zweiten elektrischen Antriebsaggregates 36. Hierbei sind die Schaltelemente K2 und K3 betätigt.The drive torque of the internal combustion engine is superimposed in a second stepless driving range, possibly supplemented by the first electric drive unit 38 and the second electric drive unit 36. The switching elements K2 and K3 are actuated here.
f) Reiner Betrieb über die Brennkraftmaschinef) Pure operation via the internal combustion engine
In den folgenden Betriebsbereichen entspricht der Betrieb des Stufengetriebes 13 im Wesentlichen dem eines herkömmlichen Automatikgetriebes, wobei zusätzlich Antriebsleistung über das erste elektrische Antriebsaggregat 38 eingespeist werden kann oder aber eine Energierückgewinnung sowie ein Verzögerungsvorgang über das erste elektrische Antriebsaggregat 38 vorgenommen werden kann.In the following operating ranges, the operation of the multi-step transmission 13 essentially corresponds to that of a conventional automatic transmission, with additional drive power being able to be fed in via the first electrical drive unit 38 or energy recovery and a deceleration process being able to be carried out via the first electrical drive unit 38.
fa) In einer ersten Vorwärtsgangstufe, welche für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einen zweiten Gang darstellt sowie für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einen ersten Gang, sind die Schaltelemente Bl, B2 und K3 geschlossen.fa) In a first forward gear stage, which represents a second gear for the exemplary embodiment shown in FIG. 2 and for the one shown in FIG. 1 Embodiment a first gear, the switching elements Bl, B2 and K3 are closed.
fb) Für eine zweite Vorwärtsgangstufe, welche für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eine dritte Gangstufe und für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine zweite Gangstufe darstellt, sind die Schaltelemente B2 , Kl und K3 geschlossen.fb) For a second forward gear stage, which represents a third gear stage for the embodiment shown in FIG. 2 and a second gear stage for the embodiment shown in FIG. 1, the shifting elements B2, K1 and K3 are closed.
fc) Für eine dritte Vorwärtsgangstufe, welche für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eine vierte Gangstufe und für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine dritte Gangstufe darstellt, sind die Schaltelemente B2 , Kl und K2 geschlossen.fc) For a third forward gear stage, which represents a fourth gear stage for the embodiment shown in FIG. 2 and a third gear stage for the embodiment shown in FIG. 1, the shifting elements B2, K1 and K2 are closed.
fd) Für eine vierte Vorwärtsgangstufe, welche für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer fünften Gangstufe und für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer vierten Gangstufe entspricht, sind die Schaltelemente Kl, K2 und K3 geschlossen.fd) For a fourth forward gear stage, which corresponds to a fifth gear stage for the embodiment shown in FIG. 2 and a fourth gear stage for the embodiment shown in FIG. 1, the shifting elements K1, K2 and K3 are closed.
fe) Für eine fünfte Vorwärtsgangstufe, welche für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer sechsten Gangstufe und für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer fünften Gangstufe entspricht, sind die Schaltelemente Bl, K2 und K3 betätigt .For a fifth forward gear stage, which corresponds to a sixth gear stage for the embodiment shown in FIG. 2 and a fifth gear stage for the embodiment shown in FIG. 1, the switching elements B1, K2 and K3 are actuated.
ff) Für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine sechste Vorwärtsgangstufe ermöglicht, in der die Schaltelemente B3 , K2 und K3 betätigt sind.ff) For the exemplary embodiment shown in FIG. 2, a sixth forward gear stage is made possible in which the switching elements B3, K2 and K3 are actuated.
g) Rein elektrisches Fahren Bis zu einer durch die Antriebsverhältnisse des zweiten elektrischen Antriebsaggregates und die Übersetzungsverhältnisse vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit ist ein rein elektrisches Fahren beim Antrieb über das zweite elektrische Antriebsaggregat 36 bei betätigten Schaltelementen B2 , K3 möglich, wobei die Getriebeeingangswelle 11 über den Freilauf 40 gesperrt ist.g) Purely electric driving Up to a limit speed predetermined by the drive conditions of the second electric drive unit and the transmission ratios, purely electric driving when driving via the second electric drive unit 36 with actuated switching elements B2, K3 is possible, the transmission input shaft 11 being blocked via the freewheel 40.
h) Rückwärtsfahrth) Reverse drive
Bei einer Rückwärtsfahrt erfolgt ein Antrieb des ersten elektrischen Antriebsaggregates 36 in eine Richtung, welche entgegengesetzt zur Richtung während eines Anfahrens gemäß b) ist. Ein Haltemoment für die Getriebeeingangswelle 11 wird in diesem Fall nicht durch den Freilauf 40 aufgebracht, sondern mittels des ersten elektrischen Antriebsaggregates 38, welche bei • einer Abtriebsdrehzahl von Null ein Haltemoment aufbringt. Für eine derartige Rückwärtsfahrt sind die Schaltelemente B2 und K3 geschlossen. Das maximal für eine derartige Rückwärtsfahrt aufbringbare Antriebsmoment hängt ab von dem maximal an dem ersten elektrischen Antriebsaggregat 38 zur Verfügung stehenden Haltemoment.When reversing, the first electric drive unit 36 is driven in a direction that is opposite to the direction during a start according to b). In this case, a holding torque for the transmission input shaft 11 is not applied by the freewheel 40, but by means of the first electrical drive unit 38, which applies a holding torque at an output speed of zero. The switching elements B2 and K3 are closed for such a reverse travel. The maximum drive torque that can be applied for such a reverse travel depends on the maximum holding torque available on the first electric drive unit 38.
i) Rückwärtsfahrt mit vergrößerten Antriebsmomenteni) Reverse travel with increased drive torques
Für den Fall, dass für eine Rückwärtsfahrt gegenüber h) vergrößerte Antriebsmomente möglich sein sollen, erfolgt ein Antrieb des zweiten elektrischen Antriebsaggregates 36 bei gegenüber h) veränderter Drehrichtung. Bei gesperrtem Freilauf 40 sind die Schaltelemente B2 und K3 sowie eine für diesen Betrieb vorzusehende Bremse BR zu betätigen. Über das erste elektrische Antriebsaggregat 38 ist ein Anschleppen der Brennkraftmaschine ermöglicht, insbesondere während eines Anfahrvorganges mit Geared-Neutral-Funktion. Mittels der vorgenannten unterschiedlichen Betriebszustände des Antriebsstranges 10 können auf verschiedene Weise gleiche oder vergleichbare Fahrzustände des Kraftfahrzeuges erzielt werden. Eine Auswahl eines geeigneten Betriebszustandes für einen gewünschten Fahrzustand erfolgt beispielsweise anhand eines Kennfeldes, welches insbesondere Wirkungsgrade, Leistungsbilanzen, erzielbare Beschleunigungswerte oder ähnliches beinhaltet. Eine Auswahl eines geeigneten Betriebszustandes kann vorzugsweise nach einer a-priori vorgegebenen Betriebsstrategie erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können einzelne Betriebsgrößen des Antriebsstranges, wie Betriebstemperaturen von Antriebsaggregaten 36, 38 oder Kupplungen und Bremsen oder ein Verschleißzustand derselben überwacht werden, so dass bei Überschreiten eines Grenzwertes einer Betriebstemperatur oder eines Verschleißzustandes eine zu schonende Kupplung durch Wechsel eines Betriebszustandes des Antriebsstranges deaktiviert werden kann, so dass diese oder ein zugeordnetes Antriebsaggregat entlastet wird. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Auswahl des Betriebszustandes der Ladezustand einer der Bestromung der Antriebsaggregate 36, 38 dienenden Batterie berücksichtigt werden.In the event that increased driving torques should be possible for a reverse travel compared to h), the second electric drive unit 36 is driven with a change in the direction of rotation compared to h). When the freewheel 40 is locked, the switching elements B2 and K3 and a brake BR to be provided for this operation are to be actuated. The first electric drive unit 38 enables the internal combustion engine to be towed away, in particular during a starting process with a geared-neutral function. Using the aforementioned different operating states of the drive train 10, the same or comparable driving states of the motor vehicle can be achieved in different ways. A suitable operating state for a desired driving state is selected, for example, on the basis of a map which contains in particular efficiencies, power balances, achievable acceleration values or the like. A suitable operating state can preferably be selected according to an operating strategy which is predetermined a priori. Alternatively or additionally, individual operating variables of the drive train, such as operating temperatures of drive units 36, 38 or clutches and brakes or a state of wear thereof, can be monitored, so that when a limit value of an operating temperature or a state of wear is exceeded, a clutch that is to be protected is deactivated by changing an operating state of the drive train can, so that this or an associated drive unit is relieved. Alternatively or additionally, when selecting the operating state, the state of charge of a battery serving to energize the drive units 36, 38 can be taken into account.
Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung zur Erzielung einer Baureihe mit einer Modulbauweise für Antriebsstränge unterschiedlicher Bauart Einsatz finden, wobei ein hoher Anteil von Gleichteilen erzielt werden kann. Folgende Teilgruppen einer Baureihe sind möglich:The embodiment according to the invention can be used particularly advantageously to achieve a series with a modular design for drive trains of different designs, wherein a high proportion of identical parts can be achieved. The following subgroups of a series are possible:
A) Eine erste Teilgruppe verfügt über Antriebsstränge entsprechend den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen. Diese Teilgruppe stellt hinsichtlich der weiteren genannten Teilgruppen einen minimierten Aufwand für Kupplungen, Bremsen und/oder Anfahrelemente dar, wobei dennoch eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmöglichkeiten geboten ist.A) A first sub-group has drive trains corresponding to those shown in FIGS. 1 and 2 Embodiments. With regard to the other subgroups mentioned, this subgroup represents a minimal outlay for clutches, brakes and / or starting elements, although a multitude of different operating options are still available.
B) Eine weitere Teilgruppe beinhaltet Antriebsstränge, welche über ein Stufengetriebe 13 verfügen, welches im Wesentlichen entsprechend dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen. Der Schnittstelle oder Teilungsebene 60-60 ist für diese Teilgruppe ein Hybridsatz entsprechend der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 103 19 880 sowie der Nachanmeldung PCT/EP03/11979 vorgeschaltet, bei dem zwischen die Brennkraftmaschine und die Getriebeeingangswelle ein Anfahrelement, insbesondere ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine nasse oder eine trockene Anfahrkupp1ung, zwischengeschaltet ist. Vorzugsweise ist in diesem Fall das erste elektrische Antriebsaggregat 38 auf der der Brennkraftmaschine zugewandten Seite des Anfahrelementes angeordnet. Ergänzend ist es möglich, dass eine Kupplung vorgesehen ist, mittels welcher das zweite elektrische Antriebsaggregat 36 mit der Getriebeeingangswelle 11 verbindbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Kupplung zwischen dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat 36 und der Hohlwelle 34 vorgesehen sein. Für Antriebsstränge dieser Teilgruppe kann die von dem Anfahrelement aufzunehmende Leistung reduziert werden durch Teilübernahme der Anfahrfunktion über elektrisches Anfahren oder eine Geared-Neutral-Funktion. Die stufenlosen Fahrbereiche erstrecken sich vorzugsweise über den Rückwärtsgang sowie die ersten vier Gangstufen. C) Antriebsstränge einer dritten Teilgruppe können ohne Hybridsatz, aber mit einem Anf hrelement ausgebildet sein, beispielsweise entsprechend der Druckschrift DE 199 10 299 Cl.B) A further subgroup contains drive trains which have a step transmission 13 which essentially correspond to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2. For this sub-group, the interface or division level 60-60 is preceded by a hybrid set according to the unpublished publication DE 103 19 880 and the subsequent application PCT / EP03 / 11979, in which a starting element, in particular a hydrodynamic torque converter, is wet between the internal combustion engine and the transmission input shaft or a dry start-up clutch is interposed. In this case, the first electric drive unit 38 is preferably arranged on the side of the starting element facing the internal combustion engine. In addition, it is possible for a clutch to be provided, by means of which the second electric drive unit 36 can be connected to the transmission input shaft 11. Alternatively or additionally, a further clutch can be provided between the second electric drive unit 36 and the hollow shaft 34. For drivetrains of this sub-group, the power to be absorbed by the starting element can be reduced by partially taking over the starting function via electrical starting or a geared-neutral function. The stepless driving ranges preferably extend over the reverse gear and the first four gear steps. C) Drive trains of a third sub-group can be designed without a hybrid set, but with a starting element, for example in accordance with the publication DE 199 10 299 Cl.
Abweichend zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann entsprechend der Druckschrift DE 103 19 880 die Hohlwelle 34 nicht mit dem Sonnenrad 15 verbunden sein, sondern vielmehr mit dem Steg des Planeten 16, wobei in diesem Fall das Sonnenrad 15 wie in Fig. 1 dargestellt mit der Bremse Bl und der Kupplung Kl verbunden ist . In a departure from the exemplary embodiment shown in FIG. 1, according to the document DE 103 19 880, the hollow shaft 34 cannot be connected to the sun gear 15, but rather to the web of the planet 16, in this case the sun gear 15 as shown in FIG. 1 is connected to the brake Bl and the clutch Kl.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche DaimlerChrysler AG patent claims
1. Hybrider Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen Antriebsaggregaten (36, 38) und einem Stufengetriebe (13) , wobei a) das Stufengetriebe (13) einen eingangsseitigen Planetensatz (14; 50) aufweist, b) ein erstes Getriebeelement (Hohlrad 17; Hohlrad 54) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) ohne Zwischenschaltung eines Anfahrelementes über eine Getriebeeingangswelle (11) mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, c) das erste elektrische Antriebsaggregat (38) mit dem ersten Getriebeelement (Hohlrad 17; Hohlrad 54) in Antriebsverbindung steht und d) das zweite elektrische Antriebsaggregat (36) mit einem zweiten Getriebeelement (Sonnenrad 15; Sonnenrad 51) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) in AntriebsVerbindung steht, e) dem eingangsseitigen Planetensatz (14; 50) ein mehrere Gänge gewährleistendes Teilgetriebe (23) nachgeordnet ist, welches über zwei Abtriebselemente (20, 21) mit zwei Getriebeelementen (Steg; Steg 53) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) in Antriebsverbindung steht oder bringbar ist und f) eine Anfahrfunktion über eine Geared-Neutral-Funktion des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) bei gleichzeitigem Betrieb der Brennkraftmaschine und des zweiten elektrischen Antriebsaggregates (36) ermöglicht ist . 1. Hybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units (36, 38) and a step transmission (13), wherein a) the step transmission (13) has an input-side planetary gear set (14; 50), b) a first transmission element (ring gear 17; Ring gear 54) of the input-side planetary gear set (14; 50) is connected to the internal combustion engine via a transmission input shaft (11) without the interposition of a starting element, c) the first electric drive unit (38) is in drive connection with the first transmission element (ring gear 17; ring gear 54) and d) the second electric drive unit (36) is in drive connection with a second gear element (sun gear 15; sun gear 51) of the input-side planetary gear set (14; 50), e) the input-side planetary gear set (14; 50) has a partial transmission (23 ) is subordinate, which via two output elements (20, 21) with two gear elements (web; web 53) of the input P lanet set (14; 50) is or can be brought into drive connection and f) a start-up function is made possible via a geared-neutral function of the planetary gear set (14; 50) on the input side while the internal combustion engine and the second electric drive unit (36) are in operation.
2. Hybrider Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen Antriebsaggregaten (36, 38) und einem Stufengetriebe (13), wobei a) das Stufengetriebe (13) einen eingangsseitigen Planetensatz (14; 50) aufweist, b) ein erstes Getriebeelement (Hohlrad 17; Hohlrad 54) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) ohne Zwischenschaltung eines Anfahrelementes über eine Getriebeeingangswelle (11) mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, c) das erste elektrische Antriebsaggregat (38) mit dem ersten Getriebeelement (Hohlrad 17; Hohlrad 54) in Antriebsverbindung steht und d) das zweite elektrische Antriebsaggregat (36) mit einem zweiten Getriebeelement (Sonnenrad 15; Sonnenrad 51) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) in Antriebsverbindung steht, e) dem eingangsseitigen Planetensatz (14; 50) ein mehrere Gänge gewährleistendes Teilgetriebe (23) nachgeordnet ist, welches über zwei Abtriebselemente (20, 21) mit zwei Getriebeelementen (Steg; Steg 53) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) in Antriebsverbindung steht oder bringbar ist und g) eine Anfahrfunktion über ein rein elektrisches Anfahren über das zweite elektrische Antriebsaggregat (36) ermöglicht ist.2. Hybrid drive train with an internal combustion engine and two electric drive units (36, 38) and a step transmission (13), wherein a) the step transmission (13) has an input-side planetary gear set (14; 50), b) a first transmission element (ring gear 17; Ring gear 54) of the input-side planetary gear set (14; 50) is connected to the internal combustion engine via a transmission input shaft (11) without the interposition of a starting element, c) the first electric drive unit (38) is in drive connection with the first transmission element (ring gear 17; ring gear 54) and d) the second electric drive unit (36) is in drive connection with a second gear element (sun gear 15; sun gear 51) of the input-side planetary gear set (14; 50), e) the input-side planetary gear set (14; 50) has a partial transmission (23 ) is subordinate, which via two output elements (20, 21) with two gear elements (web; web 53) of the input Pl set of anets (14; 50) is in the drive connection or can be brought in and g) a start-up function is made possible by a purely electrical start-up via the second electric drive unit (36).
3. Hybrider Antriebsstrang nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass f) eine Anfahrfunktion über eine Geared-Neutral-Funktion des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) bei gleichzeitigem Betrieb der Brennkraftmaschine und des zweiten elektrischen Antriebsaggregates (36) ermöglicht ist und g) eine Anfahrfunktion über ein rein elektrisches Anfahren über das zweite elektrische Antriebsaggregat (36) ermöglicht ist, wobei eine geeignete Auswahl der Anfahrfunktion (g) ; f) ) fahrerabhängig, umgebungsabhängig und/oder abhängig von den3. Hybrid drive train according to claim 1 and claim 2, characterized in that f) a starting function via a geared-neutral function of the input-side planetary gear set (14; 50) with simultaneous operation of the internal combustion engine and the second electric drive unit (36) is made possible and g) a starting function is made possible via a purely electrical starting via the second electric drive unit (36), with a suitable selection of the starting function (g); f)) driver dependent, environment dependent and / or depending on the
Betriebsbedingungen erfolgt .Operating conditions.
4. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anfahrfunktion (f) ; g) ) für einen4. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that at least one starting function (f); g)) for one
Vorwärtsanfahrvorgang und/oder für einenForward starting process and / or for one
Rückwärtsanfahrvorgang Einsatz findet.Reverse starting process is used.
5. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eingangsseitige Planetensatz (14) als Ravigneaux- Planetensatz ausgebildet ist.5. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the input-side planetary gear set (14) is designed as a Ravigneaux planetary gear set.
6. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat (36) eine6. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the second electric drive unit (36)
Bremse (Bl) zugeordnet ist.Brake (Bl) is assigned.
7. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Kupplung (Kl) vorgesehen ist, über welche das dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat (36) zugeordnete zweite Getriebeelement (Sonnenrad 51) des eingangsseitigen Planetensatzes (50) mit einem dritten Getriebeelement (Steg 53) des eingangsseitigen Planetensatzes (50) sowie mit einem ersten Antriebselement (20a) in Antriebsverbindung bringbar ist.7. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a clutch (Kl) is provided, via which the second electric drive unit (36) assigned second gear element (sun gear 51) of the input-side planetary gear set (50) can be brought into drive connection with a third gear element (web 53) of the input-side planetary gear set (50) and with a first drive element (20a).
8. Hybrider Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 5 bis8. Hybrid drive train according to one of claims 5 to
6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (Kl) vorgesehen ist, über welche das dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat (36) zugeordnete zweite Getriebeelement (Sonnenrad 15) des eingangsseitigen Planetensatzes (14) mit einem Hohlrad (19) des eingangsseitigen Planetensatzes (14) in Antriebsverbindung bringbar ist, welches mit einem Doppelplaneten (18, 16) des Ravigneaux-Planetensatzes (14) in Antriebsverbindung steht.6, characterized in that a clutch (K1) is provided via which the second gear element (sun gear 15) of the input-side planetary gear set (14) associated with the second electric drive unit (36) with a ring gear (19) of the input-side planetary gear set (14) in Drive connection can be brought, which is in drive connection with a double planet (18, 16) of the Ravigneaux planetary gear set (14).
9. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang über zwei stufenlose Fahrbereiche verfügt.9. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the drive train has two stepless driving ranges.
10. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens fünf Getriebegängen eine reine Verbrennerfahrt unter Beaufschlagung von entsprechend Automatgetrieben in Planetenbauart gebildeten Getriebegängen ermöglicht ist.10. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that in at least five transmission gears a pure combustion engine travel under the action of corresponding automatic transmissions formed in planetary design transmission gears is made possible.
11. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückwärtsfahrt ausschließlich über das zweite elektrische Antriebsaggregat (36) erfolgt. 11. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a reverse drive takes place exclusively via the second electric drive unit (36).
12. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Antriebsaggregat (38) für einen Boost-Betrieb und/oder für eine Rekuperation von Energie und/oder zum Anschleppen der Brennkraftmaschine Einsatz findet .12. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the first electric drive unit (38) is used for a boost operation and / or for recuperation of energy and / or for towing the internal combustion engine.
13. Hybrider Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sieben Vorwärtsgänge vorgesehen sind und zur Schaltung der sieben Vorwärtsgänge, der stufenlosen Fahrbereiche und des Rückwärtsganges ausschließlich drei oder vier Bremsen (Bl, B2, B3; BR) sowie drei Kupplungen (Kl, K2 , K3) vorgesehen sind.13. Hybrid drive train according to one of the preceding claims, characterized in that seven forward gears are provided and only three or four brakes (Bl, B2, B3; BR) and three clutches (Kl.) For switching the seven forward gears, the continuously variable driving ranges and the reverse gear , K2, K3) are provided.
14. Hybrider Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Vorwärtsgänge vorgesehen sind und zur Schaltung der fünf Vorwärtsgänge, der stufenlosen Fahrbereiche und des Rückwärtsganges ausschließlich zwei oder drei Bremsen (Bl, B2 ; BR) sowie drei Kupplungen (Kl, K2 , K3) vorgesehen sind.14. Hybrid drive train according to one of claims 1 to 12, characterized in that five forward gears are provided and for switching the five forward gears, the continuously variable driving range and the reverse gear, only two or three brakes (Bl, B2; BR) and three clutches (Kl , K2, K3) are provided.
15. Baureihe hybrider Antriebsstränge a) mit einer ersten Teilgruppe von Antriebssträngen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 und b) einer zweiten Teilgruppe von Antriebssträngen, welche den Antriebssträngen der ersten Teilgruppe entsprechen, bei denen aber abweichend zu den Antriebssträngen der ersten Teilgruppe zwischen dem ersten Getriebeelement (Hohlrad 17; Hohlrad 54) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) und der Brennkraftmaschine ein Anfahrelement zwischengeschaltet ist und/oder zwischen dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat (36) und dem zweiten Getriebeelement (Sonnenrad 15; Sonnenrad 51) des eingangsseitigen Planetensatzes (14; 50) eine Kupplung vorgesehen ist und/oder zwischen der Getriebeeingangswelle (11) und dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat (36) eine Kupplung vorgesehen ist . 15. Series of hybrid drive trains a) with a first sub-group of drive trains according to one of claims 1 to 14 and b) a second sub-group of drive trains which correspond to the drive trains of the first sub-group, but which differ from the drive trains of the first sub-group a starting element is interposed between the first gear element (ring gear 17; ring gear 54) of the input-side planetary gear set (14; 50) and the internal combustion engine and / or between the second electric drive unit (36) and the second gear element (sun gear 15; sun gear 51) of the input-side Planetary gear set (14; 50) a clutch is provided and / or a clutch is provided between the transmission input shaft (11) and the second electric drive unit (36).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005057607B3 (en) * 2005-12-02 2007-04-05 Hytrac Gmbh Hybrid drive for vehicle e.g. passenger car, has planetary wheels with planetary gear having output shaft, and brake that is released in lateral course of switching process of coupling for generation of one of drive areas
WO2009148734A2 (en) * 2008-05-02 2009-12-10 Daimler Ag Electric variable transmission for hybrid electric vehicles with four forward modes and six fixed gears

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300374B2 (en) 2005-11-10 2007-11-27 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-mode electrically variable transmissions having two planetary gear sets with one fixed interconnection
US7393297B2 (en) 2005-11-15 2008-07-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmissions with three interconnected gearsets
US7387586B2 (en) 2006-03-24 2008-06-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Three planetary electrically variable transmissions with mechanical reverse
US7500930B2 (en) 2006-05-09 2009-03-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission with multiple interconnected gearsets
DE102014213650B4 (en) * 2014-07-14 2022-03-24 Zf Friedrichshafen Ag Drive device for a motor vehicle
DE102015207846B3 (en) * 2015-04-29 2016-10-06 Zf Friedrichshafen Ag Drive device and method for operating the drive device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10128407A1 (en) * 2000-06-13 2002-01-24 Aisin Aw Co driving device
US6371882B1 (en) * 1999-12-17 2002-04-16 Caterpillar Inc. Control system and method for a multiple range continuously variable transmission using mechanical clutches
US20030078126A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Holmes Alan G. Three-mode, compound-split, electrically-variable transmission
US20030186769A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Xiaolan Ai Output-split and compound-split infinitely variable transmission

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09175199A (en) * 1995-12-22 1997-07-08 Toyota Motor Corp Hybrid driving gear
DE19606771C2 (en) * 1996-02-23 1998-10-01 Bayerische Motoren Werke Ag Hybrid drive, in particular for motor vehicles
JP3520668B2 (en) * 1996-06-11 2004-04-19 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle control device
DE19739906A1 (en) * 1997-09-11 1999-03-18 Peter Prof Dr Ing Tenberge Continuous motor vehicle transmission
DE19910299C1 (en) * 1999-03-10 2001-04-19 Daimler Chrysler Ag Planetary gear change transmission with three partial transmissions
DE19916489C2 (en) * 1999-04-13 2002-06-20 Daimler Chrysler Ag Hybrid drive for motor vehicles
FR2838679B1 (en) * 2002-04-18 2004-11-26 Renault Sa VEHICLE DRIVE SYSTEM
DE10319880A1 (en) * 2003-05-03 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Powertrain with an internal combustion engine and two electric drive units

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6371882B1 (en) * 1999-12-17 2002-04-16 Caterpillar Inc. Control system and method for a multiple range continuously variable transmission using mechanical clutches
DE10128407A1 (en) * 2000-06-13 2002-01-24 Aisin Aw Co driving device
US20030078126A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Holmes Alan G. Three-mode, compound-split, electrically-variable transmission
US20030186769A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Xiaolan Ai Output-split and compound-split infinitely variable transmission

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005057607B3 (en) * 2005-12-02 2007-04-05 Hytrac Gmbh Hybrid drive for vehicle e.g. passenger car, has planetary wheels with planetary gear having output shaft, and brake that is released in lateral course of switching process of coupling for generation of one of drive areas
US8091662B2 (en) 2005-12-02 2012-01-10 Hytrac Gmbh Hybrid drive for vehicles and method for controlling a transmission for a hybrid drive
WO2009148734A2 (en) * 2008-05-02 2009-12-10 Daimler Ag Electric variable transmission for hybrid electric vehicles with four forward modes and six fixed gears
WO2009148734A3 (en) * 2008-05-02 2010-01-21 Daimler Ag Electric variable transmission for hybrid electric vehicles with four forward modes and six fixed gears

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