WO2010029035A1 - Hybridantriebsstrang eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2010029035A1
WO2010029035A1 PCT/EP2009/061534 EP2009061534W WO2010029035A1 WO 2010029035 A1 WO2010029035 A1 WO 2010029035A1 EP 2009061534 W EP2009061534 W EP 2009061534W WO 2010029035 A1 WO2010029035 A1 WO 2010029035A1
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transmission
clutch
rotor
electric machine
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PCT/EP2009/061534
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Kai Borntraeger
Axel Michael Mueller
Rene Budach
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a hybrid powertrain of a motor vehicle comprising an internal combustion engine with a drive shaft, an electric machine operable as a motor and a generator with a stator and a rotor, and a multi-stage transmission with an input shaft and an output shaft, wherein the drive shaft of the internal combustion engine via a controllable disconnect clutch is connectable to the input shaft of the transmission, the electric machine is coaxially disposed over the input shaft, and the rotor of the electric machine is permanently in drive connection with the input shaft.
  • the invention can be realized in hybrid powertrains with a multi-stage planetary automatic transmission or a multi-stage manual transmission.
  • a planetary automatic transmission is usually used in conjunction with a hydrodynamic torque converter.
  • the drive shaft of the engine is in drive connection with the input shaft of the automatic transmission, which attenuated by a hydraulic-elastic connection of the drive shaft of the engine with the input shaft of the automatic transmission both torsional vibrations of the drive shaft of the engine and circuit-induced load surges of the automatic transmission and therefore only greatly attenuated in the other module, ie in the automatic transmission or in the internal combustion engine, are transmitted.
  • a torque converter is a relatively high torque increase effective at vehicle standstill and at low driving or rolling speed up to a factor of 2.5. Due to the consequent high starting torque corresponding motor vehicles have a high starting acceleration and a high Anfahrshausennature. Furthermore, a creeping torque is available when the gear position is engaged when the engine is idling, which prevents the vehicle from rolling back when changing from the brake pedal to the accelerator pedal when starting on the mountain, and by shunting in the plane alone over one more or more less strong operation of the brake pedal is controllable.
  • a disadvantage of a torque converter is the increased compared to a manually or automatically switchable manual transmission fuel consumption, which results from the drive power for an associated oil pump, the transmission slip within the torque converter, and increased for the creep idling power of the engine.
  • a torque converter clutch is a serial arrangement of a hydrodynamic torque converter and a controllable, ie automatically disengageable and disengageable clutch.
  • the torque converter which is usually provided with a lock-up clutch, serves for jerk- and wear-free starting when the lock-up clutch is open, the disconnect clutch is engaged, and the drive gear is engaged.
  • the lock-up clutch of the torque converter is usually closed at higher speeds and with higher gears engaged. However, it can be temporarily opened to attenuate circuit-related load surges on the torque converter even when switching higher gears.
  • a disadvantage of a converter clutch is the increased fuel consumption resulting from the drive power for an associated oil pump of the torque converter, the transmission slip within the torque converter with the lock-up clutch open, and the required for the generation of creep torque increased idle power of the engine.
  • a hybrid powertrain is to be derived from such conventional powertrains, then it makes sense to provide an electric machine which can be operated as a motor and generator instead of the hydraulic torque converter or a lockup clutch, wherein the electric motor should at least partially take over the function of the torque converter.
  • the electric motor comprising a stator and a rotor is expediently arranged coaxially over the input shaft of the transmission, wherein the rotor of the electric machine with the input shaft in drive connection stands.
  • the drive shaft is controllable, ie automatically disconnected and disengaged, with the input shaft connectable, however, this disconnect clutch, in contrast to a converter clutch, however, is arranged between the internal combustion engine and the engine with the electric machine in drive connection standing input shaft of the gearbox.
  • the electric machine can optionally be switched powerless during driving, be used as a generator for charging an electrical energy storage, or used as an electric motor for driving the motor vehicle.
  • the electric machine In the combustion driving mode, the electric machine with closed disconnect clutch, especially in a strong acceleration and when driving a steep slope distance, to support the engine in the so-called boost mode, and with open clutch, especially when starting and driving on inner city areas with emission restrictions, as the sole drive motor in pure electric vehicle operation are used.
  • the electric machine can also be used for starting and actively shutting down the internal combustion engine in conjunction with a closing of the separating clutch.
  • Such a hybrid drive train with a preferably designed as a planetary automatic transmission is described for example in two versions in DE 199 17 665 A1.
  • the drive shaft of the internal combustion engine via a controllable separating clutch with the input shaft of the automatic transmission is connectable.
  • a selectively operable as a motor and generator electric machine is arranged coaxially over the input shaft of the automatic transmission, and the rotor of the electric machine is directly rotatably connected to the input shaft of the automatic transmission.
  • an oil pump is provided, which can be selectively driven by the actuation of an associated clutch from the drive shaft of the internal combustion engine or by an associated electric motor.
  • the clutch for controlling the drive of the oil pump between the drive shaft of the internal combustion engine and a connected to the input element of the separating clutch shaft portion for driving the oil pump is arranged.
  • Another such hybrid powertrain with a planetary automatic transmission is known in two versions from DE 103 46 640 A1.
  • the drive shaft of the internal combustion engine provided with a torsional vibration damper can be connected in each case via a controllable separating clutch to the input shaft of the automatic transmission.
  • an output element of an oil pump provided for the oil supply of the automatic transmission is in driving connection with the input shaft of the automatic transmission.
  • Another conventional hybrid powertrain is described for example in DE 195 03 500 C2.
  • the drive shaft of the internal combustion engine can be connected via a controllable separating clutch with the input shaft of the gearbox.
  • An electric machine which can be operated as a motor and generator is arranged coaxially over the input shaft of the gearbox, wherein the rotor of the electric machine is directly connected in a rotationally fixed manner to the input shaft of the gearbox.
  • the transmission does not have a reverse gear set for a reverse gear.
  • the separating clutch is opened and the input shaft of the gearbox is driven at an engaged forward gear by a motor operation of the electric machine against the direction of rotation of the drive shaft of the internal combustion engine.
  • the Internal combustion engine can be turned off in this operating state or operated at idle.
  • the invention is therefore based on the object to propose a hybrid powertrain of the type mentioned with a multi-stage planetary automatic transmission or a multi-stage manual transmission, which has a starting acceleration and Anfahrshausenein that a conven- Oneller drive train with an automatic transmission and a hydrodynamic torque converter upstream of this or a conventional drive train with a manual transmission and a converter clutch that has this upstream.
  • a further object of the present invention is to design and arrange the hybrid-specific components in such a way that the hybrid drive train according to the invention can be integrated into a motor vehicle as an alternative to a conventional drive train without changes to the vehicle frame or to the vehicle body.
  • the first object of the invention is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the rotor of the electric machine with the input shaft of the respective transmission via an input gear stage with high gear ratio (JEK> 1) in driving connection, which as a simple planetary gear set with a sun gear, a plurality circumferentially distributed on a planet carrier and rotatably mounted and formed with the sun gear in meshing planetary gears and one standing with the planet gears in meshing ring gear, wherein the sun gear is locked against a housing-fixed component, the ring gear rotatably is connected to the rotor of the electric machine and the planet carrier rotatably in communication with the input shaft of the automatic transmission.
  • JK> 1 in driving connection
  • a simple planetary gear set with a sun gear a plurality circumferentially distributed on a planet carrier and rotatably mounted and formed with the sun gear in meshing planetary gears and one standing with the planet gears in meshing ring gear
  • the sun gear is locked against
  • the transmission may be formed as a multi-stage planetary automatic transmission or as a multi-stage transmission, the latter may also be formed automatically switchable.
  • the speed of the electric machine EM is lowered by about 40% and increases the torque of the electric machine by 70%. This can if necessary be used to make the electric machine less strong torque and thus more compact and lighter, or to use the increased torque at the input shaft of the transmission to increase the starting acceleration and the Anfahrshausenmix of the relevant motor vehicle in electric driving and boost mode.
  • the construction of the input gear stage as a planetary gear set also results in comparatively low relative rotational speeds between the rotating components, such as between the sun gear and the planet carrier and between the planet carrier and the ring gear, resulting in a relatively high transmission efficiency.
  • a second controllable separating clutch is also preferably provided for increasing the engine torque of the internal combustion engine as needed, by means of which the drive shaft of the internal combustion engine with the ring gear of the input gear stage is connectable.
  • the drive shaft of the internal combustion engine can be connected with the ring gear forming the input element of the input gear stage, so that the force flow from the internal combustion engine into the input shaft of the transmission also takes place in this case via the input gear stage.
  • the torque of the Internal combustion engine is thereby increased by the ratio i E «of the input gear stage, and the speed of the internal combustion engine is reduced accordingly.
  • the speed difference to be bridged during startup and maneuvering on the second separating clutch in the slip mode is also reduced, as a result of which the thermal load on the second separating clutch is relatively low.
  • the input gear stage is thus made available to the engine as an upstream range group by the use of the second disconnect clutch, i. a slow travel range is formed by doubling the available gears of the transmission. It goes without saying that the input gear stage must be designed accordingly with regard to its torque resistance.
  • the electric machine, the Tennkupplept and the input gear stage arranged coaxially to each other and to the drive shaft of the engine and the input shaft of the transmission and in a preassemblable hybrid module with a Input element, an output element and a module housing are combined, whose input element is rotatably connected to the drive shaft of the internal combustion engine whose output member is rotatably connected to the input shaft of the transmission, and in conjunction with a multi-stage planetary automatic transmission, the dimensions of a hydrodynamic torque converter or in Connection with a multi-stage manual transmission complies with the dimensions of a substitute usable torque converter clutch.
  • the hybrid powertrain according to the invention thus differs, apart from a larger energy store for the electric machine, which can be arranged elsewhere within the motor vehicle, only by the instead of the hydrodynamic torque converter or the converter slip clutch provided hybrid module of a conventional drive train.
  • the respective transmission of the conventional drive train can be maintained unchanged in the hybrid powertrain according to the invention, wherein an increased number of gear ratios and a correspondingly high gear spread is available through the use of the second clutch.
  • significant cost advantages over known solutions with hybrid-specific gearbox versions as these main gear, whether planetary automatic transmission or manual transmission, continue to be used in conventional powertrains.
  • the electric machine is designed as an internal rotor with a rotor arranged radially inside the stator, and that the at least one separating clutch on the motor side and the input gear stage are disposed at least radially inside the rotor.
  • the at least one separating clutch is designed as a multi-plate clutch, each having an inner disk carrier and an outer disk carrier.
  • the two separating clutches K1, K2 can be arranged axially adjacent to one another, the inner disk carriers of both separating clutches preferably being connected to each other and to the input element of the hybrid module, and the outer disk carrier of the first separating clutch K1 to the output element of the input gear stage or the hybrid module and the outer disk carrier of the second separating clutch K2 is connected to the ring gear of the input gear stage.
  • the two separating clutches are arranged coaxially with each other with a radially inner first separating clutch K1 and a radially outer second separating clutch K2, wherein the outer disk carrier of the first separating clutch K1 and the inner disk carrier of the second separating clutch K2 together and with the Input member of the hybrid module are connected, and the inner disc carrier of the first separating clutch K1 with the output element of the input gear stage or the hybrid module and the outer disc carrier of the second separating clutch K2 is connected to the ring gear of the input gear stage.
  • the input element of the hybrid module expediently consists of two limited to each other rotatable components that are connected to each other via a torsional vibration damper.
  • the torsional vibration damper is therefore also a component of the hybrid module and can be arranged either radially inside or axially close to the rotor of the electric motor on the motor side.
  • the rotor of the electric machine can be stored in a simple and space-saving manner via a two-point bearing, consisting of a fixed bearing and a floating bearing within the module housing.
  • the two bearings can in principle be formed by two rolling bearings, which can be arranged in each case between a rotor-fixed component and a housing-fixed component, for example.
  • two rolling bearings which can be arranged in each case between a rotor-fixed component and a housing-fixed component, for example.
  • the description is accompanied by a drawing with exemplary embodiments. In this shows
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the hybrid powertrain according to the invention with a planetary automatic transmission in a schematic representation
  • FIG. 2 is a circuit and transmission diagram of an automatic transmission according to Figures 1, 6 and 7,
  • FIG. 3 shows a first variant of a second embodiment of the hybrid drive train according to the invention with a planetary automatic transmission in a schematic representation
  • FIG. 5 is a circuit and transmission diagram of the hybrid powertrain according to the invention with a planetary automatic transmission according to Fig. 2 and Fig. 3,
  • FIG. 7 shows a known hybrid powertrain with a planetary automatic transmission and a coaxially arranged electric machine in a schematic representation
  • 8 shows a third embodiment of the hybrid drive train according to the invention with a manual transmission in a schematic representation
  • FIG. 10 is a circuit and transmission diagram of the hybrid powertrain with a manual transmission according to Figures 8 and 9.
  • a conventional drive train has, according to FIG. 6, a planetary automatic transmission 1 with an input shaft 17, an output shaft 18 and a hydrodynamic torque converter 20 arranged upstream of it.
  • the automatic transmission 1 which corresponds to the known, preferably for use in city buses stage automatic transmission EcoLife from the production program of the Applicant, has three coupled planetary gear sets 2, 7 and 12, each of a sun gear 3, 8, 13, a planet carrier 4, 9, 14 and a ring gear 6, 11, 16 are made.
  • On the planet carriers 4, 9, 14 each circumferentially distributed distributed planetary gears 5, 10, 15 are rotatably mounted, on the one hand in each case with the associated sun gear 3, 8, 13 and on the other hand in each case with the associated ring gear 6, 11, 16 in meshing engagement ,
  • the input shaft 17 of this known automatic transmission 1 is rigidly connected to the sun gear 3 of the first planetary gear set 2.
  • the planet carrier 4 of the first planetary carrier 4 is rigidly coupled to the ring gear 11 of the second planetary gear set 7 and the planet carrier 9 of the second planetary gear set 7 is rigidly connected to the ring gear 16 of the third planetary gear set 12.
  • the planet carrier 14 of the third planetary gear set 12 is rigidly connected to the output shaft 18 of the automatic transmission 1, which is connected to an axle drive a driven vehicle axle, such as an axle differential or a transfer case, is in drive connection.
  • the automatic transmission 1 has five frictionally engaged switching elements, two clutches C1, C2 and three shift brakes B1, B2, B3, which serve to shift six forward gears G1, G2, G3, G4, G5, G6 and one reverse gear R.
  • the input shaft 17 By closing the first clutch C1, the input shaft 17 is connected to the sun gear 8 of the second planetary gear set 7 and the sun gear 13 of the third planetary gear set 12.
  • the second clutch C2 By means of the second clutch C2, the input shaft 17 with the planet carrier 9 of the second planetary gear set 7 and the ring gear 16 of the third planetary gear set 12 is connectable.
  • the ring gear 6 of the first planetary gear set 2 is braked relative to the transmission housing 19.
  • the planet carrier 4 of the first planetary gear set 2 and the ring gear 11 of the second planetary gear set 7 can be locked relative to the transmission housing 19.
  • the planet carrier 9 of the second planetary gear set 7 and the ring gear 16 of the third planetary gear set 12 are fixed relative to the transmission housing 19.
  • the circuit diagram of this automatic transmission 1 is shown together with the exemplary indication of gear ratios i in the table of Fig. 2, wherein the respective closed switching elements are represented by a cross symbol. From the structure of the automatic transmission 1 and the arrangement of the switching elements C1, C2, B1, B2, B3, it follows that only two switching elements have to be closed in order to shift the gears G1 to G6 and R, and that for switching between two adjacent gears, eg in the case of a shift from the first gear G1 to the second gear G2, in each case only a switching element must be opened and another switching element must be closed.
  • the automatic transmission 1 On the input side, the automatic transmission 1 is preceded by a hydrodynamic torque converter 20 provided with a lock-up clutch 21.
  • the torque converter 20 consists of an impeller 22, a stator 23 and a turbine wheel 24, which are surrounded by a housing, not fully shown.
  • the impeller 22 is rigidly connected to an input shaft 25, which communicates with the drive shaft of an internal combustion engine (not shown), and which can be connected to the input shaft 17 of the automatic transmission 1 as required via the lock-up clutch 21 and a vibration damper 26.
  • the stator 23 is connected via a freewheel clutch 27 with a housing part 28 in connection, whereby rotation of the stator 23 is prevented against the direction of rotation of the drive motor.
  • the turbine wheel 24 is rigidly connected to the input shaft 17 of the automatic transmission 1.
  • the electric machine EM is designed as an internal rotor with a radially outer stator 34 fastened on the housing side and a rotor 35 arranged radially inside the stator 34.
  • the rotor 35 of the electric machine EM is rotatably connected via a bearing plate 50 with the input shaft 17 of the automatic transmission 1.
  • the drive shaft of the internal combustion engine can be connected to the input shaft 17 of the automatic transmission 1 via a separating clutch K1 provided here as a multi-plate clutch with an input-side inner disk carrier 41 and an output-side outer disk carrier 42.
  • the inner disk carrier 41 of the separating clutch K1 is connected via an input element 31, which consists of two via a torsional vibration damper 45 interconnected components 31a, 31b, limited rotatably connected to the drive shaft of the internal combustion engine.
  • the outer disk carrier 42 of the separating clutch K1 is rigidly connected to the bearing plate 50 of the electric machine EM.
  • the shift and transmission diagram of the automatic transmission 1 corresponds to that of the conventional drive train according to FIG. 6 (see table of FIG. 2). Due to the direct connection of the electric machine EM and the internal combustion engine to the input shaft 17 of the automatic transmission 1, the relevant motor vehicle has a limited starting acceleration and Anfahrsteilmix.
  • a hybrid module 30 having an input element 31 and an output element 32 is connected upstream of the unchanged automatic transmission 1 of FIG. 6 instead of the hydrodynamic torque converter 20.
  • the hybrid module 30 comprises an electric machine EM which can be operated as a motor and as a generator and a controllable, ie automatically and releasable clutch K1 for on-demand coupling of the internal combustion engine.
  • the electric machine EM is designed as an inner rotor with a radially outer stator 34 fixed to a module housing 33 and with a rotor 35 arranged radially inside the stator 34.
  • the rotor 35 is now in drive connection via an input gear stage 36 to the output element 32.
  • the input gear stage 36 is formed as a simple planetary gear set and arranged coaxially inside the rotor 35 of the electric machine EM on the transmission side.
  • the input gear stage 36 includes a sun gear 37 permanently fixed to the module housing 33, a group of planetary gears 38 meshing with the sun gear 37 and rotatably supported on a common planet carrier 39, and a ring gear 40 connected to the planetary gears 38 meshes and permanently rotatably connected to the rotor 35 of the electric machine EM.
  • the separating clutch K1 is designed as a multi-disc clutch with an input-side inner disk carrier 41 and an output-side outer disk carrier 42 and is arranged radially inside the rotor 35 of the electric machine EM.
  • the inner disk carrier 41 is connected via an input element 31, which consists of two interconnected via a torsional vibration damper 45 components 31a, 31b, rotatably connected to the drive shaft of the internal combustion engine.
  • the outer disk carrier 42 is rotatably connected to the output member of the input gear stage 36 forming planetary carrier 39.
  • the hybrid module 30 can comply with the dimensions of a hydrodynamic torque converter 20, so that the hybrid powertrain according to the invention of FIG. 1 can be easily integrated as an alternative to the conventional drive train of FIG. 6 in an existing motor vehicle model ,
  • the internal combustion engine related shift and transmission diagram of the automatic transmission 1 is indicated in the table of FIG. 2 and thus identical to that of the conventional drive train according to FIG. 6.
  • a second controllable separating clutch K2 is present, by means of which the drive shaft of the internal combustion engine can be connected to the ring gear 40 of the input gear stage 36.
  • the two separating clutches K1, K2 are formed as multi-plate clutches each having an inner disk carrier 41, 43 and an outer disk carrier 42, 44 and arranged axially adjacent to each other radially within the rotor 35 of the electric machine.
  • the inner disk carriers 41, 43 of both separating clutches K1, K2 are connected to one another and to the input element 31 of the hybrid module 30 '.
  • the outer disk carrier 42 of the first clutch K1 is rotationally fixed to the output element of the input clutch drive stage 36 forming planet carrier 39 connected.
  • the outer disk carrier 44 of the second separating clutch K2 is non-rotatably coupled to the ring gear 40 forming the input element of the input gear stage 36.
  • the input gear stage 36 for the internal combustion engine is made available as a range group preceding the automatic transmission 1, thereby doubling the available gears (G1L-G6L, RL; G1H-G6H, RH) and increasing the gear ratio accordingly, an additional slow-speed range with increased input torque the automatic transmission 1 is generated.
  • the hybrid module 30 can also comply with the dimensions of a hydrodynamic torque converter 20 in this embodiment.
  • a second variant of the second embodiment of the hybrid powertrain according to the invention according to FIG. 4 differs from the first variant according to FIG. 3 only by a different design of the input element 31 of the hybrid module 30 'and by a different arrangement of the two separating clutches K1, K2.
  • the input element 31 of the hybrid module 30 consists of two components 31a, 31b, which can be rotated in a limited manner relative to one another, and which are connected to one another via a torsional vibration damper 45.
  • the two separating clutches K1, K2 are now arranged coaxially with each other with a radially inner first separating clutch K1 and a radially outer second separating clutch K2, the outer disk carrier 47 of the first separating clutch K1 and the inner disk carrier 48 of the second separating clutch K2 with each other and with the second component 31st b of the input element 31 of the hybrid module 30 'are connected.
  • the inner disk carrier 46 of the first clutch K1 is in this case rotatably connected directly to the output element 32 of the hybrid module 30, and the outer disk carrier 49 of the second clutch K2 is rotatably connected to the input member of the input gear stage 36 forming ring gear 40.
  • the drive trains according to the invention according to the embodiments of Figures 8 and 9 each have a multi-stage gearbox 51, 51 'with an input shaft 52, an output shaft 53 and a hybrid module upstream 60, 60' with an input element 61 and an output element 62 on.
  • the manual transmission 51, 51 ' which corresponds for example to a per se known embodiment of an automatic transmission of the preferred for use in heavy commercial vehicles AS-Tronic series Applicant, is designed as a group transmission and consists of a main gear HG, a this upstream Vorschalty VG, and one of the main transmission HG downstream range group BG.
  • the main transmission HG is designed as a direct gear transmission in countershaft design and has a main shaft 54 and two countershafts 55a, 55b.
  • the main transmission HG is designed in three stages with three gear ratios G1, G2 and G3 for the forward drive and one gear stage R for the reverse drive.
  • the idler gears of the gear ratios G1, G2 and R are each rotatably mounted on the main shaft 54 and switchable via associated jaw clutches E, D, F.
  • the associated fixed wheels are rotatably mounted on the countershafts 55a, 55b. Trained as a direct gear highest gear ratio G3 is switchable via a direct shift clutch C.
  • the presently unsynchronized trained clutches C, D, E, F are combined in pairs in a common switching package S2 and S3 respectively.
  • the Vorschalty VG is formed in two stages and also executed in Vorgelegebau way, the two gear ratios E1, E2 form two switchable input constant of the main transmission HG. Due to a small difference in the ratio of the two gear ratios E1, E2, the front group VG is designed as a split group.
  • the idler gear of the first gear stage E1 is rotatably mounted on the input shaft 52, which is non-rotatably connected to the output element 62 of the hybrid module 60, 60 'is connected.
  • the idler gear of the second gear ratio E2 is rotatably mounted on the main shaft 54.
  • the fixed wheels of both transmission stages E1, E2 are each rotationally fixed on the input side elongated countershafts 55a, 55b arranged.
  • the presently synchronized formed two clutches A and B of the pre Switching group VG are combined in a common switching package S1.
  • the drive technically subordinate area group BG is also formed in two stages, but designed in planetary design with a simple planetary gear set.
  • the sun gear 56 is rotatably connected to the output side elongated main shaft 54.
  • the planet carrier 57 carries planet gears 58 and is rotatably connected to the output shaft 53 of the gearbox 51, 51 '.
  • the ring gear 59 is connected to a shift package S4 with two clutches G, H, through which the range group BG alternately through the connection G of the ring gear 59 with a fixed housing part in a slow speed L and the connection H of the ring gear 59 with the main shaft 54th or the sun gear 56 is switchable in a high speed stage S.
  • the clutches G, H of the switching package S4 are formed synchronized in the present case.
  • the hybrid module 60 includes an electric machine EM operable as a motor and a generator, a controllable, i. automatically engageable and disengageable first clutch K1 for direct coupling of the internal combustion engine to the input shaft 52 of the gearbox 51, 51 ', and a controllable second clutch K2 for connecting the drive shaft of the engine with the input shaft 52 of the gearbox 51 via an input gear stage 63.
  • the electric machine EM is designed as an inner rotor with a radially outer stator 65 attached to a module housing 64 and with a rotor 66 arranged radially inside the stator 65. The rotor 66 is in drive connection via the input gear stage 63 to the output member 62 of the hybrid module 60.
  • the input gear stage 63 is formed as a simple planetary gear set and arranged coaxially inside the rotor 66 of the electric machine EM on the transmission side.
  • the input gear stage 63 includes a sun gear 67, is permanently fixed to the module housing 64, a group of planetary gears 68 which are in meshing engagement with the sun gear 67 and are rotatably mounted on a common planet carrier 69, and a ring gear 70 which meshes with the planetary gears 68 and permanently rotatably connected to the rotor 66 of the electric machine EM is connected.
  • the two separating clutches K1, K2 are designed as multi-plate clutches, each with an inner disk carrier 71, 73 and in each case an outer disk carrier 72, 74 and arranged axially adjacent to each other radially inside the rotor 66 of the electric machine EM.
  • the inner disk carriers 71, 73 of both separating clutches K1, K2 are connected to one another and to the input element 61 of the hybrid module 60.
  • the outer disk carrier 72 of the first clutch K1 is rotatably connected to the output member of the input gear 63 forming planet carrier 69.
  • the outer disk carrier 74 of the second clutch K2 is rotatably connected to the input member of the input gear stage 63 forming ring gear 70.
  • the input gear stage 63 for the internal combustion engine is made available as a shift group 51, 51 'upstream range group, thereby doubling the available gears (G1 L to G12L and R1 L, R2L, G1 H to G12H and R1 H, R2H) and a corresponding increase in the transmission spread an additional slow driving range with increased input torque of the gearbox 51, 51 'is generated.
  • the hybrid module 60 can comply with the dimensions of a conventional torque converter clutch and therefore easily be replaced with an existing vehicle model.
  • a further embodiment of the hybrid drive train according to the invention with the manual transmission 51 'according to FIG. 9 differs from the first embodiment according to FIG. 8 only by a different design of the input element 61 of the hybrid module 60' and by a different arrangement of the two separating clutches K1, K2.
  • the input element 61 of the hybrid module 60 ' consists of two limitedly rotatable components 61a, 61b, which are connected to each other via a torsional vibration damper 75.
  • the two separating clutches K1, K2 are now arranged coaxially with one another with a first separating clutch K1 arranged radially inwards and a radially outer second separating clutch K2, wherein the outer disk carrier 77 of the first separating clutch K1 and the inner disk carrier 78 of the second separating clutch K2 with each other and with the second Component 61 b of the input element 61 of the hybrid module 60 'are connected.
  • the inner disk carrier 76 of the first separating clutch K1 is now rotationally fixedly connected directly to the output element 62 of the hybrid module 60 ', and the outer disk carrier 79 of the second separating clutch K2 is non-rotatably coupled to the ring gear 70 forming the input element of the input gear stage 63.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM) mit einem Stator (34; 65) und einem Rotor (35; 66), und ein mehrstufiges Planeten-Automatgetriebe (1) bzw. ein mehrstufiges Schaltgetriebe (51, 51') mit einer Eingangswelle (17; 52) und einer Ausgangswelle (18; 53) umfasst, wobei die Triebwelle des Verbrennungsmotors über eine steuerbare Trennkupplung (K1) mit der Eingangswelle (17, 52) des Getriebes (1; 51, 51') verbindbar ist, die Elektromaschine (EM) koaxial über der Eingangswelle (17; 52) angeordnet ist, und der Rotor (35; 66) der Elektromaschine (EM) permanent mit der Eingangswelle (17; 52) in Triebverbindung steht. Zur Erzielung einer einem konventionellen Antriebsstrang mit einem Automatgetriebe und einem diesem vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einem manuellen Schaltgetriebe mit einer diesem vorgeschalteten Wandlerschaltkupplung entsprechenden Anfahrbeschleunigung und Anfahrsteigfähigkeit steht der Rotor (35; 66) der Elektromaschine (EM) mit der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1; 51, 51') über eine als ein einfacher Planetenradsatz ausgebildete Eingangsgetriebestufe (36; 63) mit hoher Übersetzung (iEK > 1) in Triebverbindung.

Description

Hvbridantriebsstranα eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Stator und einem Rotor, und ein mehrstufiges Getriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle um- fasst, wobei die Triebwelle des Verbrennungsmotors über eine steuerbare Trennkupplung mit der Eingangswelle des Getriebes verbindbar ist, die Elektromaschine koaxial über der Eingangswelle angeordnet ist, und der Rotor der Elektromaschine permanent mit der Eingangswelle in Triebverbindung steht. Die Erfindung ist bei Hybridantriebssträngen mit einem mehrstufigen Planeten- Automatgetriebe oder einen mehrstufigen Schaltgetriebe realisierbar.
In einem konventionellen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs wird ein Planeten-Automatgetriebe üblicherweise in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler eingesetzt. Über den Drehmomentwandler steht die Triebwelle des Verbrennungsmotors mit der Eingangswelle des Automatgetriebes in Triebverbindung, wobei durch eine hydraulisch-elastische Verbindung der Triebwelle des Verbrennungsmotors mit der Eingangswelle des Automatgetriebes sowohl Drehschwingungen der Triebwelle des Verbrennungsmotors als auch schaltungsbedingte Laststöße des Automatgetriebes gedämpft und daher nur stark abgeschwächt in die jeweils andere Baugruppe, d.h. in das Automatgetriebe bzw. in den Verbrennungsmotor, übertragen werden.
Ein weiterer Vorteil eines Drehmomentwandlers besteht in einer bei Fahrzeugstillstand und bei geringer Fahr- bzw. Rollgeschwindigkeit wirksamen relativ hohen Drehmomentüberhöhung bis zu einem Faktor mit dem Wert 2,5. Durch das dadurch bedingte hohe Anfahrmoment weisen entsprechende Kraftfahrzeuge eine hohe Anfahrbeschleunigung und eine hohe Anfahrsteigfähigkeit auf. Des weiteren steht bei eingelegter Fahrstufe im Leerlauf des Verbrennungsmotors ein Kriechmoment zur Verfügung, durch das bei einem Anfahren am Berg ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs beim Wechsel von dem Bremspedal auf das Fahrpedal verhindert wird, und durch das ein Rangieren in der Ebene alleine über eine mehr oder weniger starke Betätigung des Bremspedals steuerbar ist.
Nachteilig an einem Drehmomentwandler ist jedoch der im Vergleich zu einem manuell oder automatisiert schaltbaren Schaltgetriebe erhöhte Kraftstoffverbrauch, der aus der Antriebsleistung für eine zugeordnete Ölpumpe, dem Übertragungsschlupf innerhalb des Drehmomentwandlers, und der für das Kriechmoment erhöhten Leerlaufleistung des Verbrennungsmotors resultiert.
In einem Antriebsstrang eines schweren Nutzfahrzeugs, wie einer Schwerlastzugmaschine oder eines selbstfahrenden Kranfahrzeugs, steht ein dort eingebautes Schaltgetriebe üblicherweise über eine so genannte Wandlerschaltkupplung mit dem Verbrennungsmotor in Verbindung. Bei einer Wandlerschaltkupplung handelt es sich um eine serielle Anordnung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers und einer steuerbaren, d.h. automatisiert ein- und ausrückbaren Trennkupplung. Der zumeist mit einer Überbrückungskupplung versehene Drehmomentwandler dient bei geöffneter Überbrückungskupplung, geschlossener Trennkupplung und eingelegtem Anfahrgang zum ruck- und verschleißfreien Anfahren. Dabei ist bei hoher Drehzahldifferenz zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers, die bei Fahrzeugstillstand und bei geringer Fahr- bzw. Rollgeschwindigkeit auftritt, eine relativ hohe Drehmomentüberhöhung mit einem Faktor von bis zu 2,5 an der Eingangswelle des Schaltgetriebes wirksam. Durch das dadurch bedingte hohe Anfahrmoment weisen entsprechende Kraftfahrzeuge eine vergleichsweise hohe Anfahrbeschleunigung und eine große Anfahrsteigfähigkeit auf. Des weiteren bewirkt das in diesem Betriebszustand an der Ausgangswelle des Schaltgetriebes wirksame Kriechmoment, dass beim Anfahren am Berg ein Zurückrol- len des Kraftfahrzeugs beim Wechsel von dem Bremspedal auf das Fahrpedal verhindert wird, und dass ein Rangieren in der Ebene alleine über eine mehr oder weniger starke Betätigung des Bremspedals steuerbar ist. Die Trennkupplung wird nur zum lastfreien Schalten der Gänge des Schaltgetriebes geöffnet. Die Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers wird üblicherweise bei höheren Geschwindigkeiten und bei eingelegten höheren Gängen geschlossen. Sie kann jedoch zur Dämpfung schaltungsbedingter Laststöße über den Drehmomentwandler auch beim Schalten höherer Gänge vorübergehend geöffnet werden. Nachteilig an einer Wandlerschaltkupplung ist jedoch der erhöhte Kraftstoffverbrauch, der aus der Antriebsleistung für eine zugeordnete Ölpumpe des Drehmomentwandlers, dem Übertragungsschlupf innerhalb des Drehmomentwandlers bei geöffneter Überbrückungskupplung, und der für die Erzeugung des Kriechmomentes erforderlichen erhöhten Leerlaufleistung des Verbrennungsmotors resultiert.
Soll aus derartigen konventionellen Antriebssträngen ein Hybridantriebsstrang abgeleitet werden, so bietet es sich an, eine als Motor und Generator betreibbare Elektromaschine anstelle des hydraulischen Drehmomentwandlers oder einer Wandlerüberbrückungskupplung vorzusehen, wobei die Elektromaschine zumindest teilweise die Funktion des Drehmomentwandlers übernehmen soll. Damit der so geschaffene Hybridantriebsstrang die Abmessungen des konventionellen Antriebsstrangs einhält und somit problemlos alternativ zu diesem in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann, ist die einen Stator und einen Rotor umfassende Elektromaschine zweckmäßig koaxial über der Eingangswelle des Getriebes angeordnet, wobei der Rotor der Elektromaschine mit der Eingangswelle in Triebverbindung steht.
Zur Überbrückung einer bei Fahrzeugstillstand und beim Anfahren auftretenden Drehzahldifferenz zwischen der Triebwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Getriebes ist die Triebwelle über eine steuerbare, d.h. automatisiert ein- und ausrückbare Trennkupplung mit der Eingangswelle verbindbar, wobei diese Trennkupplung im Gegensatz zu einer Wandlerschaltkupplung jedoch zwischen dem Verbrennungsmotor und der mit der Elektroma- schine in Triebverbindung stehenden Eingangswelle des Schaltgetriebes angeordnet ist.
Die Elektromaschine kann während des Fahrbetriebs wahlweise kraftlos geschaltet werden, als Generator zum Laden eines elektrischen Energiespeichers verwendet werden, oder als Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Im Verbrennungsfahrbetrieb kann die Elektromaschine bei geschlossener Trennkupplung, insbesondere bei einer starken Beschleunigung und beim Befahren einer steilen Steigungsstrecke, zur Unterstützung des Verbrennungsmotors im so genannten Boostbetrieb, und bei geöffneter Trennkupplung, insbesondere beim Anfahren und beim Befahren von Innenstadtbereichen mit Emissionsbeschränkungen, als alleiniger Antriebsmotor im reinen Elektrofahrbetrieb eingesetzt werden. Bei in Neutral geschaltetem Getriebe kann die Elektromaschine in Verbindung mit einem Schließen der Trennkupplung zudem zum Starten und zum aktiven Abstellen des Verbrennungsmotors genutzt werden.
Ein derartiger Hybridantriebsstrang mit einem bevorzugt als Planeten- Automatgetriebe ausgebildeten Getriebe ist beispielsweise in zwei Ausführungen in der DE 199 17 665 A1 beschrieben. In der ersten Ausführungsvariante gemäß der dortigen Fig. 1 ist die Triebwelle des Verbrennungsmotors über eine steuerbare Trennkupplung mit der Eingangswelle des Automatgetriebes verbindbar. Eine wahlweise als Motor und Generator betreibbare Elektromaschine ist koaxial über der Eingangswelle des Automatgetriebes angeordnet, und der Rotor der Elektromaschine ist unmittelbar drehfest mit der Eingangswelle des Automatgetriebes verbunden. Für die Ölversorgung des Automatgetriebes ist eine Ölpumpe vorgesehen, die wahlweise durch das Betätigen einer zugeordneten Kupplung von der Triebwelle des Verbrennungsmotors oder von einem zugeordneten Elektromotor angetrieben werden kann. In der zweiten Ausfüh- rungsvariante nach der dortigen Fig. 2 ist die Kupplung zur Steuerung des Antriebs der Ölpumpe zwischen der Triebwelle des Verbrennungsmotors und einem mit dem Eingangselement der Trennkupplung verbundenen Wellenabschnitt zum Antrieb der Ölpumpe angeordnet.
Ein weiterer derartiger Hybridantriebsstrang mit einem Planeten- Automatgetriebe ist in zwei Ausführungen aus der DE 103 46 640 A1 bekannt. In beiden Ausführungsformen dieses bekannten Hybridantriebsstrangs ist nach den dortigen Figuren 1 und 2 jeweils eine wahlweise als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine koaxial über der Eingangswelle des Automatgetriebes angeordnet, und der Rotor der Elektromaschine ist jeweils unmittelbar drehfest mit der Eingangswelle des Automatgetriebes verbunden. Die mit einem Drehschwingungsdämpfer versehene Triebwelle des Verbrennungsmotors ist jeweils über eine steuerbare Trennkupplung mit der Eingangswelle des Automatgetriebes verbindbar. Zudem steht ein Abtriebselement einer für die Ölversorgung des Automatgetriebes vorgesehenen Ölpumpe mit der Eingangswelle des Automatgetriebes in Triebverbindung.
Ein weiteren konventioneller Hybridantriebsstrang ist z.B. in der DE 195 03 500 C2 beschrieben. Die Triebwelle des Verbrennungsmotors ist über eine steuerbare Trennkupplung mit der Eingangswelle des Schaltgetriebes verbindbar. Eine als Motor und Generator betreibbare Elektromaschine ist koaxial über der Eingangswelle des Schaltgetriebes angeordnet, wobei der Rotor der Elektromaschine unmittelbar drehfest mit der Eingangswelle des Schaltgetriebes verbunden ist. Als Besonderheit dieses bekannten Hybridantriebsstrangs weist das Schaltgetriebe keinen Umkehrzahnradsatz für einen Rückwärtsgang auf. Zur Realisierung einer Rückwärtsfahrt ist vielmehr vorgesehen, dass die Trennkupplung geöffnet wird und die Eingangswelle des Schaltgetriebes bei eingelegtem Vorwärtsgang durch einen Motorbetrieb der Elektromaschine entgegen der Drehrichtung der Triebwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Der Verbrennungsmotor kann in diesem Betriebszustand abgestellt oder im Leerlauf betreiben werden.
Bei diesen bekannten Hybridantriebssträngen ist von Nachteil, dass das Drehzahlniveau der mit der Eingangswelle verbundenen Elektromaschine jeweils demjenigen des Verbrennungsmotors entspricht, und dass die betreffende Elektromaschine deshalb zur Erzielung einer für einen reinen Elektrofahrbe- trieb ausreichenden Antriebsleistung relativ groß und schwer ausgebildet sein muss. Auch ist im Anfahr-Boostbetrieb die Erhöhung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors um das Drehmoment der Elektromaschine und damit der Anfahrbeschleunigung sowie die Anfahrsteigfähigkeit des betreffenden Kraftfahrzeugs, insbesondere beim Anfahren am Berg und bei schwerer Beladung, relativ gering.
Dieser Nachteil ist in einer in der DE 100 12 221 A1 beschriebenen Hybridantriebseinrichtung mit einem Hauptantriebsstrang und einem Nebenantriebsstrang zumindest teilweise vermieden. In dem Hauptantriebsstrang, der dem hier betrachteten Hybridantriebsstrang entspricht, ist die betreffende Elektromaschine achsparallel zu der Eingangswelle des Fahrgetriebes angeordnet, und der Rotor der Elektromaschine steht über eine wahlweise als Stirnzahnradpaar oder als Umschlingungsgetriebe ausgebildete Eingangsgetriebestufe mit einer hohen Übersetzung mit der Eingangswelle des Fahrgetriebes in Triebverbindung. Das Fahrgetriebe ist bevorzugt als ein Planeten-Automatgetriebe ausgebildet, es kann aber auch als manuell oder automatisiert schaltbares Stufenschaltgetriebe ausgebildet sein.
Durch eine hohe Übersetzung der Eingangsgetriebestufe wird die Drehzahl der Elektromaschine ins Langsame übersetzt und damit das an der Eingangswelle des Automatgetriebes wirksame Drehmoment der Elektromaschine entsprechend erhöht. Dies kann dazu genutzt werden, die Elektromaschine leistungsschwächer und entsprechend klein und leicht auszubilden, oder im Elektrofahrbetrieb und im Boostbetrieb, insbesondere zum Anfahren am Berg oder mit schwerer Beladung, ein erhöhtes Anfahrmoment zur Verfügung zu stellen. Nachteilig an diesem bekannten Hybridantriebsstrang sind jedoch die großen radialen Abmessungen im Bereich der Elektromaschine und der Eingangsgetriebestufe, aufgrund der eine Anordnung in einem Kraftfahrzeug alternativ zu einem konventionellen Antriebsstrang ohne größere Änderungen am Fahrzeugrahmen oder an der Fahrzeugkarosserie nicht möglich ist.
Ein weiteres Problem der vorgenannten Hybridantriebsstränge besteht in einer besonderen Durchzugsschwäche im Verbrennungsfahrbetrieb, insbesondere beim Anfahren und Rangieren. Zwar kann bei entsprechender Auslegung der Elektromaschine im Boostbetrieb der Elektromaschine ein relativ hohes Anfahrmoment an der Eingangswelle des Automatgetriebes erzeugt werden, dies ist jedoch nur dann möglich, wenn der elektrische Energiespeicher zur Versorgung der Elektromaschine ausreichend geladen ist.
Muss dagegen alleine mit dem Verbrennungsmotor angefahren werden, so steht bei Verwendung eines vergleichbar drehmomentstarken Verbrennungsmotors aufgrund der fehlenden Drehmomentϋberhöhung eines Drehmomentwandlers nur ein deutlich geringeres Anfahrmoment zur Verfügung, das zudem im Schlupfbetrieb der in diesem Fall als Anfahrkupplung wirksamen Trennkupplung auf die Eingangswelle des Automatgetriebes übertragen wird. Hieraus resultiert im Vergleich zu einem konventionellen Antriebsstrang eine deutlich geringere Anfahrbeschleunigung und Anfahrsteigfähigkeit. Ebenso besteht im Verbrennungsfahrbetrieb beim Anfahren wie auch beim Rangieren die Gefahr einer thermischen Überlastung der Trennkupplung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hybridantriebsstrang der eingangs genannten Art mit einem mehrstufigen Planeten- Automatgetriebe oder einem mehrstufigen Schaltgetriebe vorzuschlagen, der eine Anfahrbeschleunigung und Anfahrsteigfähigkeit aufweist, die ein konventi- oneller Antriebsstrang mit einem Automatgetriebe und einem diesem vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandler bzw. ein konventioneller Antriebsstrang mit einem Schaltgetriebe und einer diesem vorgeschalteten Wandlerschaltkupplung aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die hybridspezifischen Bauteile derart auszubilden und anzuordnen, dass der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang alternativ zu einem konventionellen Antriebsstrang, ohne Änderungen am Fahrzeugrahmen oder an der Fahrzeugkarosserie in ein Kraftfahrzeug integrierbar ist.
Die erste Aufgabe an die Erfindung ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Rotor der Elektro- maschine mit der Eingangswelle des jeweiligen Getriebes über eine Eingangsgetriebestufe mit hoher Übersetzung (JEK > 1 ) in Triebverbindung steht, die als ein einfacher Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, mehreren auf einem Planetenträger umfangsseitig verteilt angeordneten und drehbar gelagerten sowie mit dem Sonnenrad in Verzahnungseingriff stehenden Planetenrädern und einem mit den Planetenrädern in Verzahnungseingriff stehenden Hohlrad ausgebildet ist, wobei das Sonnenrad gegenüber einem gehäusefesten Bauteil arretiert ist, das Hohlrad drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist und der Planetenträger drehfest mit der Eingangswelle des Automatgetriebes in Verbindung steht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrang kann das Getriebe als ein mehrstufiges Planeten-Automatgetriebe oder als ein mehrstufiges Schaltgetriebe ausgebildet sein, wobei letzteres auch automatisiert schaltbar ausgebildet sein kann. Durch die Verwendung einer als einfacher Planetenradsatz ausgebildeten Eingangsgetriebestufe zur Anbindung des Rotors der Elektromaschine an die Eingangswelle des Getriebes wird einerseits eine hohe Übersetzung iEκ der Drehzahl und des Drehmoments der Elektromaschine von bis zu ΪEK = 1 ,8 und andererseits ein kompakte Bauweise der Eingangsgetriebestufe erreicht. Bei einer bevorzugt verwendeten Übersetzung der Eingangsgetriebestufe von JEK = 1 ,8 wird die Drehzahl der Elektromaschine EM um etwa 40% abgesenkt und das Drehmoment der Elektromaschine um 70% erhöht. Dies kann bedarfsweise dazu genutzt werden, um die Elektromaschine weniger drehmomentstark und damit kompakter sowie leichter auszubilden, oder um das erhöhte Drehmoment an der Eingangswelle des Getriebes zur Steigerung der Anfahrbeschleunigung und der Anfahrsteigfähigkeit des betreffenden Kraftfahrzeugs im Elektrofahrbetrieb und Boostbetrieb zu verwenden.
Bei der Bauart der Eingangsgetriebestufe als Planetenradsatz ergeben sich zudem auch vergleichsweise geringe Relativdrehzahlen zwischen den rotierenden Bauteilen, wie zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger sowie zwischen dem Planetenträger und dem Hohlrad, wodurch sich ein relativ hoher Übertragungswirkungsgrad ergibt.
Entsprechend der ersten Aufgabe an die Erfindung ist zudem zur bedarfsweisen Erhöhung des Motormomentes des Verbrennungsmotors bevorzugt eine zweite steuerbare Trennkupplung vorgesehen, mittels der die Triebwelle des Verbrennungsmotors mit dem Hohlrad der Eingangsgetriebestufe verbindbar ist.
Durch diese zusätzliche zweite Trennkupplung kann die Triebwelle des Verbrennungsmotors bedarfsweise mit dem das Eingangselement der Eingangsgetriebestufe bildenden Hohlrad verbunden werden, so dass der Kraft- fluss von dem Verbrennungsmotor in die Eingangswelle des Getriebes in diesem Fall auch über die Eingangsgetriebestufe erfolgt. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors wird dadurch um die Übersetzung iE« der Eingangsgetriebestufe erhöht, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechend reduziert. Hierdurch wird auch die beim Anfahren und Rangieren an der zweiten Trennkupplung im Schlupfbetrieb zu überbrückende Drehzahldifferenz reduziert, wodurch die thermische Belastung der zweiten Trennkupplung relativ niedrig ist.
Die Eingangsgetriebestufe wird durch die Verwendung der zweiten Trennkupplung somit für den Verbrennungsmotor als eine dem Getriebe vorgeschaltete Bereichsgruppe verfügbar gemacht, d.h. unter Verdoppelung der verfügbaren Gänge des Getriebes ein Langsamfahrbereich gebildet. Dass die Eingangsgetriebestufe hierzu hinsichtlich ihrer Drehmomentfestigkeit entsprechend ausgebildet sein muss, versteht sich von selbst.
Um entsprechend der zweiten Aufgabe an die Erfindung die Abmessungen eines konventionellen Antriebsstrangs einzuhalten, ist des weiteren vorgesehen, dass die Elektromaschine, die Tennkupplungen und die Eingangsgetriebestufe koaxial zueinander und zu der Triebwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Getriebes angeordnet sowie in einem vormontierbaren Hybridmodul mit einem Eingangselement, einem Ausgangselement und einem Modulgehäuse zusammengefasst sind, dessen Eingangselement drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, dessen Ausgangselement drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden ist, und das in Verbindung mit einem mehrstufigen Planeten-Automatgetriebe die Abmessungen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers bzw. in Verbindung mit einem mehrstufigen Schaltgetriebe die Abmessungen einer ersatzweise nutzbaren Wandlerschaltkupplung einhält.
Der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang unterscheidet sich somit, abgesehen von einem größeren Energiespeicher für die Elektromaschine, der an anderer Stelle innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann, nur durch das anstelle des hydrodynamischen Drehmomentwandlers bzw. der Wandlerschlupfkupplung vorgesehene Hybridmodul von einem konventionellen Antriebsstrang. Das jeweilige Getriebe des konventionellen Antriebsstrangs kann in dem erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrang unverändert beibehalten werden, wobei durch die Verwendung der zweiten Trennkupplung eine erhöhte Anzahl von Übersetzungsstufen und eine entsprechend hohe Getriebespreizung verfügbar ist. Zudem ergeben sich für die verwendeten Hauptgetriebe durch die insgesamt höheren Produktionsstückzahlen deutliche Kostenvorteile gegenüber bekannten Lösungen mit hybridspezifischen Getriebeausführungen, da diese Hauptgetriebe, ob nun Planeten-Automatgetriebe oder Schaltgetriebe, weiter in konventionellen Antriebssträngen nutzbar sind.
Zur Erzielung kompakter Abmessungen des Hybridmoduls ist bevorzugt vorgesehen, dass die Elektromaschine als ein Innenläufer mit einem radial innerhalb des Stators angeordneten Rotor ausgebildet ist, und dass die mindestens eine Trennkupplung motorseitig und die Eingangsgetriebestufe getrie- beseitig zumindest radial innerhalb des Rotors angeordnet sind.
In dieser Hinsicht ist es auch vorteilhaft, wenn die mindestens eine Trennkupplung als Lamellenkupplung mit jeweils einem Innenlamellenträger und einem Außenlamellenträger ausgebildet ist.
Die beiden Trennkupplungen K1 , K2 können axial benachbart zueinander angeordnet sein, wobei die Innenlamellenträger beider Trennkupplungen bevorzugt miteinander und mit dem Eingangselement des Hybridmoduls verbunden sind, und der Außenlamellenträger der ersten Trennkupplung K1 mit dem Ausgangselement der Eingangsgetriebestufe oder des Hybridmoduls und der Außenlamellenträger der zweiten Trennkupplung K2 mit dem Hohlrad der Eingangsgetriebestufe verbunden ist. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass die beiden Trennkupplungen mit einer radial innen angeordneten ersten Trennkupplung K1 und einer radial außenliegenden zweiten Trennkupplung K2 koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der Außenlamellenträger der ersten Trennkupplung K1 und der Innenlamellenträger der zweiten Trennkupplung K2 miteinander sowie mit dem Eingangselement des Hybridmoduls verbunden sind, und der Innenlamellenträger der ersten Trennkupplung K1 mit dem Ausgangselement der Eingangsgetriebestufe oder des Hybridmoduls und der Außenlamellenträger der zweiten Trennkupplung K2 mit dem Hohlrad der Eingangsgetriebestufe verbunden ist.
Um die unvermeidlichen Drehschwingungen der die Triebwelle eines Hubkolbenmotors bildenden Kurbelwelle wirksam abzuschwächen, besteht das Eingangselement des Hybrid moduls zweckmäßig aus zwei begrenzt zueinander verdrehbaren Bauteilen, die über einen Drehschwingungsdämpfer miteinander verbunden sind. Der Drehschwingungsdämpfer ist somit ebenfalls ein Bestandteil des Hybridmoduls und kann motorseitig entweder radial innerhalb oder axial nahe des Rotors der Elektromaschine angeordnet sein.
Der Rotor der Elektromaschine kann auf einfache und Platz sparende Weise über eine Zweipunktlagerung, bestehend aus einer Festlagerung und einer Loslagerung, innerhalb des Modulgehäuses gelagert sein.
Die beiden Lagerungen können prinzipiell durch zwei Wälzlager gebildet sein, die z.B. jeweils zwischen einem rotorfesten Bauteil und einem gehäusefesten Bauteil angeordnet sein können. Zur Erzielung kompakter Abmessungen und zur Einsparung eines Wälzlagers ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn nur die Festlagerung des Rotors durch ein Wälzlager gebildet ist, das motorseitig zwischen einem rotorfesten Bauteil und einem mit dem Modulgehäuse verbundenen Bauteil angeordnet ist, und wenn die Loslagerung des Rotors durch die Verzahnungen und die Lagerungen der Bauteile der Eingangsgetriebestufe gebildet ist. Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Planeten-Automatgetriebe in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein Schalt- und Übersetzungsschema eines Automatgetriebes nach den Figuren 1 , 6 und 7,
Fig. 3 eine erste Variante einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Planeten-Automatgetriebe in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Planeten-Automatgetriebe in einer schematischen Darstellung,
Fig. 5 ein Schalt- und Übersetzungsschema des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Planeten-Automatgetriebe nach Fig. 2 und Fig. 3,
Fig. 6 einen konventionellen Antriebsstrang mit einem Planeten-Automatgetriebe und einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer schematischen Darstellung,
Fig. 7 einen bekannten Hybridantriebsstrang mit einem Planeten-Automatgetriebe und einer koaxial angeordneten Elektromaschine in einer schematischen Darstellung, Fig. 8 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Schaltgetriebe in einer schematischen Darstellung,
Fig. 9 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit einem Schaltgetriebe in einer schematischen Darstellung, und
Fig. 10 ein Schalt- und Übersetzungsschema des Hybridantriebsstrangs mit einem Schaltgetriebe nach den Figuren 8 und 9.
Ein konventioneller Antriebsstrang weist gemäß Fig. 6 ein Planeten- Automatgetriebe 1 mit einer Eingangswelle 17, einer Ausgangswelle 18 und einen diesem vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandler 20 auf. Das Automatgetriebe 1 , das beispielhaft dem bekannten, bevorzugt für den Einsatz in Stadtbussen vorgesehenen Stufenautomatgetriebe EcoLife aus dem Produktionsprogramm der Anmelderin entspricht, weist drei miteinander gekoppelte Planetenradsätze 2, 7 und 12 auf, die jeweils aus einem Sonnenrad 3, 8, 13, einem Planetenträger 4, 9, 14 und einem Hohlrad 6, 11 , 16 bestehen. Auf den Planetenträgern 4, 9, 14 sind jeweils mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Planetenräder 5, 10, 15 drehbar gelagert, die einerseits jeweils mit dem zugeordneten Sonnenrad 3, 8, 13 und andererseits jeweils mit dem zugeordneten Hohlrad 6, 11 , 16 in Verzahnungseingriff sind.
Die Eingangswelle 17 dieses bekannten Automatgetriebes 1 ist starr mit dem Sonnenrad 3 des ersten Planetenradsatzes 2 verbunden. Der Planetenträger 4 des ersten Planetenträgers 4 ist starr mit dem Hohlrad 11 des zweiten Planetenradsatzes 7 gekoppelt und der Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 ist starr mit dem Hohlrad 16 des dritten Planetenradsatzes 12 verbunden. Der Planetenträger 14 des dritten Planetenradsatzes 12 ist starr mit der Ausgangswelle 18 des Automatgetriebes 1 verbunden, die mit einem Achs- antrieb einer angetriebenen Fahrzeugachse, wie einem Achsdifferenzial oder einem Verteilergetriebe, in Triebverbindung steht.
Das Automatgetriebe 1 weist fünf reibschlüssig wirksame Schaltelemente auf, zwei Schaltkupplungen C1 , C2 und drei Schaltbremsen B1 , B2, B3, die zur Schaltung von sechs Vorwärtsgängen G1 , G2, G3, G4, G5, G6 und eines Rückwärtsgangs R dienen. Durch das Schließen der ersten Schaltkupplung C1 wird die Eingangswelle 17 mit dem Sonnenrad 8 des zweiten Planetenradsatzes 7 und dem Sonnenrad 13 des dritten Planetenradsatzes 12 verbunden. Mittels der zweiten Schaltkupplung C2 ist die Eingangswelle 17 mit dem Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 und dem Hohlrad 16 des dritten Planetenradsatzes 12 verbindbar.
Durch das Schließen der ersten Schaltbremse B1 wird das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 gegenüber dem Getriebegehäuse 19 festgebremst. Mittels der zweiten Schaltbremse B2 sind der Planetenträger 4 des ersten Planetenradsatzes 2 und das Hohlrad 11 des zweiten Planetenradsatzes 7 gegenüber dem Getriebegehäuse 19 arretierbar. Durch das Schließen der dritten Schaltbremse B3 wird der Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 und das Hohlrad 16 des dritten Planetenradsatzes 12 gegenüber dem Getriebegehäuse 19 festgelegt.
Das Schaltschema dieses Automatgetriebes 1 ist zusammen mit der beispielhaften Angabe von Gangübersetzungen i in der Tabelle der Fig. 2 angegeben, wobei die jeweils geschlossenen Schaltelemente durch ein Kreuzsymbol dargestellt sind. Aus dem Aufbau des Automatgetriebes 1 und der Anordnung der Schaltelemente C1 , C2, B1 , B2, B3 ergibt sich, dass zur Schaltung der Gänge G1 bis G6 und R jeweils nur zwei Schaltelemente geschlossen werden müssen, und dass zum Wechsel zwischen zwei benachbarten Gängen, z.B. bei einer Schaltung von dem ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2, jeweils nur ein Schaltelement geöffnet und ein anderes Schaltelement geschlossen werden muss.
Eingangsseitig ist dem Automatgetriebe 1 ein mit einer Überbrückungs- kupplung 21 versehener hydrodynamischer Drehmomentwandler 20 vorgeschaltet. Der Drehmomentwandler 20 besteht aus einem Pumpenrad 22, einem Leitrad 23 und einem Turbinenrad 24, die von einem nicht vollständig dargestellten Gehäuse umgeben sind. Das Pumpenrad 22 ist starr mit einer Eingangswelle 25 verbunden, die mit der Triebwelle eines nicht abgebildeten Verbrennungsmotors in Verbindung steht, und die bedarfsweise über die Über- brückungskupplung 21 und einen Schwingungsdämpfer 26 mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbindbar ist. Das Leitrad 23 steht über eine Freilaufkupplung 27 mit einem Gehäuseteil 28 in Verbindung, wodurch eine Drehung des Leitrades 23 entgegen der Drehrichtung des Antriebsmotors verhindert wird. Das Turbinenrad 24 ist starr mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbunden.
Bei hoher Drehzahldifferenz zwischen dem Pumpenrad 22 und dem Turbinenrad 24, die insbesondere bei Fahrzeugstillstand, d.h. bei festgebremstem Turbinenrad 24 auftritt, ist bei geöffneter Überbrückungskupplung 21 das an dem Turbinenrad 24 bzw. der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 anliegende Drehmoment gegenüber dem an dem Pumpenrad 22 anliegenden, von dem Antriebsmotor aufzubringenden Drehmoment in etwa um den Faktor 2,5 erhöht und als so genanntes Kriechmoment wirksam. Zur Entlastung der Radbremsen des betreffenden Kraftfahrzeugs ist zudem eine Dauerbremse in Form eines an der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 angeordneten Primär- retarders 29 vorhanden.
In einem z.B. aus der DE 103 46 640 A1 prinzipiell bekannten Hybridantriebsstrang nach Fig. 7 ist dem unverändert beibehaltenen Automatgetriebe 1 aus Fig. 6 anstelle des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 20 eine als Motor und Generator betreibbare Elektromaschine EM vorgeschaltet. Die Elekt- romaschine EM ist als ein Innenläufer mit einem radial außenliegenden und gehäuseseitig befestigten Stator 34 sowie einem radial innerhalb des Stators 34 angeordneten Rotor 35 ausgebildet. Der Rotor 35 der Elektromaschine EM ist über eine Lagerscheibe 50 drehfest mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbunden.
Die Triebwelle des nicht abgebildeten Verbrennungsmotors ist über eine vorliegend als Lamellenkupplung mit einem eingangsseitigen Innenlamellenträ- ger 41 und einem ausgangsseitigen Außenlamellenträger 42 ausgebildete Trennkupplung K1 mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbindbar. Der Innenlamellenträger 41 der Trennkupplung K1 ist über ein Eingangselement 31 , das aus zwei über einen Drehschwingungsdämpfer 45 miteinander verbundenen Bauteilen 31a, 31 b besteht, begrenzt verdrehbar mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Der Außenlamellenträger 42 der Trennkupplung K1 ist starr mit der Lagerscheibe 50 der Elektromaschine EM verbunden.
Das Schalt- und Übersetzungsschema des Automatgetriebes 1 entspricht demjenigen des konventionellen Antriebsstrangs nach Fig. 6 (siehe Tabelle von Fig. 2). Aufgrund der unmittelbaren Anbindung der Elektromaschine EM und des Verbrennungsmotors an die Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 weist das betreffende Kraftfahrzeug eine eingeschränkte Anfahrbeschleunigung und Anfahrsteigfähigkeit auf.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 1 ist dem unverändert beibehaltenen Automatgetriebe 1 der Fig. 6 anstelle des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 20 ein Hybridmodul 30 mit einem Eingangselement 31 und einem Ausgangselement 32 vorgeschaltet. Das Hybridmodul 30 umfasst eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine EM sowie eine steuerbare, d.h. automatisiert ein- und ausrückbare Trennkupplung K1 zur bedarfsweisen Ankopplung des Verbrennungsmotors. Die Elektromaschine EM ist als ein Innenläufer mit einem radial außenliegenden und an einem Modulgehäuse 33 befestigten Stator 34 und mit einem radial innerhalb des Stators 34 angeordneten Rotor 35 ausgebildet. Im Unterschied zu dem bekannten Hybridantriebsstrang nach Fig. 7 steht der Rotor 35 nunmehr jedoch über eine Eingangsgetriebestufe 36 mit dem Ausgangselement 32 in Triebverbindung.
Die Eingangsgetriebestufe 36 ist als ein einfacher Planetenradsatz ausgebildet und getriebeseitig koaxial innerhalb des Rotors 35 der Elektromaschine EM angeordnet. Die Eingangsgetriebestufe 36 umfasst ein Sonnenrad 37, das permanent an dem Modulgehäuse 33 festgelegt ist, eine Gruppe von Planetenrädern 38, die mit dem Sonnenrad 37 in Verzahnungseingriff stehen sowie auf einem gemeinsamen Planetenträger 39 drehbar gelagert sind, und ein Hohlrad 40, das mit den Planetenrädern 38 kämmt und permanent drehfest mit dem Rotor 35 der Elektromaschine EM verbunden ist. Die Eingangsgetriebestufe 36 kann somit eine Übersetzung JEK zwischen 1 ,2 und 1 ,8 aufweisen, wobei jedoch die höchstmögliche Übersetzung von iEκ = 1 ,8 bevorzugt wird.
Die Trennkupplung K1 ist als Lamellenkupplung mit einem eingangssei- tigen Innenlamellenträger 41 sowie einem ausgangsseitigen Außenlamellenträ- ger 42 ausgebildet und radial innerhalb des Rotors 35 der Elektromaschine EM angeordnet. Analog zu dem Hybridantriebsstrang von Fig. 7 ist der Innenlamellenträger 41 über ein Eingangselement 31 , das aus zwei über einen Drehschwingungsdämpfer 45 miteinander verbundenen Bauteilen 31a, 31 b besteht, begrenzt verdrehbar mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Der Außenlamellenträger 42 ist drehfest mit dem das Ausgangselement der Eingangsgetriebestufe 36 bildenden Planetenträger 39 verbunden.
Während der Verbrennungsmotor über die erste Trennkupplung K1 in an sich bekannter Weise unmittelbar mit der Eingangswelle 17 des Automatgetrie- bes 1 verbindbar ist, steht der Rotor 35 der Elektromaschine EIVI permanent über die Eingangsgetriebestufe 36 mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 in Verbindung. Hierdurch wird die Drehzahl der Elektromaschine EM im Verhältnis der Übersetzung ΪEK der Eingangsgetriebestufe 36 reduziert und das Drehmoment der Elektromaschine EM entsprechend erhöht. Somit ergibt sich im Elektrofahrbetrieb und im Boostbetrieb ein erhöhtes Drehmoment an der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 , wodurch das betreffende Kraftfahrzeug eine erhöhte Anfahrbeschleunigung bzw. Anfahrsteigfähigkeit aufweist. Aufgrund der Ausbildung und Anordnung der Bauteile EM, 36 und K1 kann das Hybridmodul 30 die Abmessungen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 20 einhalten, so dass der erfindungsgemäße Hybridantriebsstrang nach Fig. 1 problemlos alternativ zu dem konventionellen Antriebsstrang nach Fig. 6 in ein bereits vorhandenes Kraftfahrzeugmodel integrierbar ist. Das auf den Verbrennungsmotor bezogene Schalt- und Übersetzungsschema des Automatgetriebes 1 ist in der Tabelle von Fig. 2 angegeben und somit identisch zu demjenigen des konventionellen Antriebsstrangs nach Fig. 6.
In einer ersten Variante einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 3 ist in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 1 zusätzlich eine zweite steuerbare Trennkupplung K2 vorhanden, mittels der die Triebwelle des Verbrennungsmotors mit dem Hohlrad 40 der Eingangsgetriebestufe 36 verbindbar ist.
Die beiden Trennkupplungen K1 , K2 sind als Lamellenkupplungen mit jeweils einem Innenlamellenträger 41 , 43 und einem Außenlamellenträger 42, 44 ausgebildet sowie axial benachbart zueinander radial innerhalb des Rotors 35 der Elektromaschine angeordnet. Die Innenlamellenträger 41 , 43 beider Trennkupplungen K1 , K2 sind miteinander und mit dem Eingangselement 31 des Hybridmoduls 30' verbunden. Der Außenlamellenträger 42 der ersten Trennkupplung K1 ist drehfest mit dem das Ausgangselement der Eingangsge- triebestufe 36 bildenden Planetenträger 39 verbunden. Der Außenlamellenträ- ger 44 der zweiten Trennkupplung K2 ist drehfest mit dem das Eingangselement der Eingangsgetriebestufe 36 bildenden Hohlrad 40 gekoppelt.
Während der Verbrennungsmotor über die erste Trennkupplung K1 in an sich bekannter Weise unmittelbar mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbindbar ist, kann alternativ über die zweite Trennkupplung K2 eine über die Eingangsgetriebestufe 36 laufende Triebverbindung des Verbrennungsmotors mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 hergestellt werden. Hierdurch wird die Eingangsgetriebestufe 36 für den Verbrennungsmotor als eine dem Automatgetriebe 1 vorgeschaltete Bereichsgruppe verfügbar gemacht, wodurch unter Verdoppelung der verfügbaren Gänge (G1L - G6L, RL; G1 H - G6H, RH) und einer entsprechenden Erhöhung der Getriebespreizung ein zusätzlicher Langsamfahrbereich mit erhöhtem Eingangsdrehmoment des Automatgetriebes 1 erzeugt wird. Bei geschlossener zweiter Trennkupplung K2 ergibt sich somit aufgrund des durch die Übersetzung iEκ der Eingangsgetriebestufe 36 erhöhten Drehmomentes sowohl im Verbrennungsfahrbetrieb als auch im Kombinationsfahrbetrieb eine erhöhte Anfahrbeschleunigung und eine erhöhte Anfahrsteigfähigkeit des betreffenden Kraftfahrzeugs. Durch die Ausbildung und Anordnung der Bauteile EM, 36, K1 , K2 kann das Hybridmodul 30' auch bei dieser Ausführung die Abmessungen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 20 einhalten.
Das zugeordnete Schaltschema und die betreffenden Gangübersetzungen i des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 3 sind in der Tabelle von Fig. 5 zusammengefasst, wobei eine Übersetzung iE« der Eingangsgetriebestufe 36 von iEκ = 1 ,8 zu Grunde gelegt wurde. Bei geschlossener zweiter Trennkupplung K2 gelten die erhöhten Gangübersetzungen i des Langsamfahrbereichs (G1L - G6L, RL) sowohl für den Verbrennungsmotor als auch für die Elektromaschine EM, da der Kraftfluss beider Antriebsmaschinen jeweils über die Eingangsgetriebestufe 36 erfolgt. Bei geschlossener erster Trennkupplung K1 gelten die an sich üblichen Gangübersetzungen i des Schnellfahrbereichs (G1 H - G6H, RH) nur für den Verbrennungsmotor, da das Drehmoment der Elektromaschine EM weiterhin über die Eingangsgetriebestufe 36 auf die Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 übertragen wird. Es versteht sich von selbst, dass im reinen Elektro- fahrbetrieb beide Trennkupplungen K1 , K2 geöffnet sind, so dass der Verbrennungsmotor Kraftstoff sparend abgestellt werden kann.
Eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten Variante nach Fig. 3 nur durch eine andere Ausbildung des Eingangselementes 31 des Hybridmoduls 30' sowie durch eine andere Anordnung der beiden Trennkupplungen K1 , K2. Vorliegend besteht das Eingangselement 31 des Hybridmoduls 30 aus zwei begrenzt zueinander verdrehbaren Bauteilen 31a, 31 b, die über einen Drehschwingungsdämpfer 45 miteinander verbunden sind. Die beiden Trennkupplungen K1 , K2 sind nunmehr mit einer radial innen angeordneten ersten Trennkupplung K1 und einer radial außenliegenden zweiten Trennkupplung K2 koaxial zueinander angeordnet, wobei der Außenlamellenträger 47 der ersten Trennkupplung K1 und der Innenlamellenträger 48 der zweiten Trennkupplung K2 miteinander sowie mit dem zweiten Bauteil 31 b des Eingangselementes 31 des Hybridmoduls 30' verbunden sind. Der Innenlamellenträger 46 der ersten Trennkupplung K1 ist hierbei drehfest unmittelbar mit dem Ausgangselement 32 des Hybridmoduls 30 verbunden, und der Außenlamellenträger 49 der zweiten Trennkupplung K2 ist drehfest mit dem das Eingangselement der Eingangsgetriebestufe 36 bildenden Hohlrad 40 verbunden.
Die erfindungsgemäßen Antriebsstränge gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 8 und 9 weisen jeweils ein mehrstufiges Schaltgetriebe 51 , 51' mit einer Eingangswelle 52, einer Ausgangswelle 53 und ein diesem vorgeschaltetes Hybridmodul 60, 60' mit einem Eingangselement 61 und einem Ausgangselement 62 auf. Das Schaltgetriebe 51 , 51', das beispielhaft einer an sich bekannten Ausführungsform eines automatisierten Schaltgetriebes der bevorzugt für den Einsatz in schweren Nutzfahrzeugen vorgesehenen AS-Tronic-Baureihe der Anmelderin entspricht, ist als ein Gruppengetriebe ausgebildet und besteht aus einem Hauptgetriebe HG, einer diesem vorgeschalteten Vorschaltgruppe VG, und einer dem Hauptgetriebe HG nachgeschalteten Bereichsgruppe BG.
Das Hauptgetriebe HG ist als ein Direktganggetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist eine Hauptwelle 54 sowie zwei Vorgelegewellen 55a, 55b auf. In der Ausführungsform nach Fig. 8 und Fig. 9 ist das Hauptgetriebe HG mit drei Übersetzungsstufen G1 , G2 und G3 für die Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für die Rückwärtsfahrt dreistufig ausgebildet. Die Losräder der Übersetzungsstufen G1 , G2 und R sind jeweils drehbar auf der Hauptwelle 54 gelagert und über zugeordnete Klauenkupplungen E, D, F schaltbar. Die zugeordneten Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen 55a, 55b angeordnet. Die als Direktgang ausgebildete höchste Übersetzungsstufe G3 ist über eine Direktschaltkupplung C schaltbar. Die vorliegend unsyn- chronisiert ausgebildeten Schaltkupplungen C, D, E, F sind jeweils paarweise in einem gemeinsamen Schaltpaket S2 bzw. S3 zusammengefasst.
Die Vorschaltgruppe VG ist zweistufig ausgebildet und ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei die beiden Übersetzungsstufen E1 , E2 zwei schaltbare Eingangskonstante des Hauptgetriebes HG bilden. Durch eine geringe Übersetzungsdifferenz der beiden Übersetzungsstufen E1 , E2 ist die Vorschaltgruppe VG als Splitgruppe ausgelegt. Das Losrad der ersten Übersetzungsstufe E1 ist drehbar auf der Eingangswelle 52 gelagert, die drehfest mit dem Ausgangselement 62 des Hybridmoduls 60, 60' verbunden ist. Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe E2 ist drehbar auf der Hauptwelle 54 gelagert. Die Festräder beider Übersetzungsstufen E1 , E2 sind jeweils drehfest auf den eingangsseitig verlängerten Vorgelegewellen 55a, 55b angeordnet. Die vorliegend synchronisiert ausgebildeten beiden Schaltkupplungen A und B der Vor- schaltgruppe VG sind in einem gemeinsamen Schaltpaket S1 zusammenge- fasst.
Die antriebstechnisch nachgeordnete Bereichsgruppe BG ist ebenfalls zweistufig ausgebildet, jedoch in Planetenbauweise mit einem einfachen Planetenradsatz ausgeführt. Das Sonnenrad 56 ist drehfest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle 54 verbunden. Der Planetenträger 57 trägt Planetenräder 58 und ist drehfest mit der Ausgangswelle 53 des Schaltgetriebes 51 , 51' verbunden. Das Hohlrad 59 steht mit einem Schaltpaket S4 mit zwei Schaltkupplungen G, H in Verbindung, durch welche die Bereichsgruppe BG wechselweise durch die Verbindung G des Hohlrades 59 mit einem feststehenden Gehäuseteil in eine Langsamfahrstufe L und durch die Verbindung H des Hohlrades 59 mit der Hauptwelle 54 bzw. dem Sonnenrad 56 in eine Schnellfahrstufe S schaltbar ist. Die Schaltkupplungen G, H des Schaltpakets S4 sind vorliegend synchronisiert ausgebildet.
Das Hybridmodul 60 umfasst eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine EM, eine steuerbare, d.h. automatisiert ein- und ausrückbare erste Trennkupplung K1 zur direkten Ankopplung des Verbrennungsmotors an die Eingangswelle 52 des Schaltgetriebes 51 , 51', und eine steuerbare zweite Trennkupplung K2 zur Verbindung der Triebwelle des Verbrennungsmotors mit der Eingangswelle 52 des Schaltgetriebes 51 über eine Eingangsgetriebestufe 63. Die Elektromaschine EM ist als ein Innenläufer mit einem radial außenliegenden und an einem Modulgehäuse 64 befestigten Stator 65 sowie mit einem radial innerhalb des Stators 65 angeordneten Rotor 66 ausgebildet. Der Rotor 66 steht über die Eingangsgetriebestufe 63 mit dem Ausgangselement 62 des Hybridmoduls 60 in Triebverbindung.
Die Eingangsgetriebestufe 63 ist als ein einfacher Planetenradsatz ausgebildet und getriebeseitig koaxial innerhalb des Rotors 66 der Elektromaschine EM angeordnet. Die Eingangsgetriebestufe 63 umfasst ein Sonnenrad 67, das permanent an dem Modulgehäuse 64 festgelegt ist, eine Gruppe von Planetenrädern 68, die mit dem Sonnenrad 67 in Verzahnungseingriff sind und auf einem gemeinsamen Planetenträger 69 drehbar gelagert sind, sowie ein Hohlrad 70, das mit den Planetenrädern 68 kämmt und permanent drehfest mit dem Rotor 66 der Elektromaschine EM verbunden ist. Die Eingangsgetriebestufe 63 kann somit eine Übersetzung iEκ zwischen 1 ,2 und 1 ,8 aufweisen, wobei jedoch die höchstmögliche Übersetzung von ΪEK = 1 ,8 bevorzugt wird.
Die beiden Trennkupplungen K1 , K2 sind als Lamellenkupplungen mit jeweils einem Innenlamellenträger 71 , 73 sowie jeweils einem Außenlamellen- träger 72, 74 ausgebildet und axial benachbart zueinander radial innerhalb des Rotors 66 der Elektromaschine EM angeordnet. Die Innenlamellenträger 71 , 73 beider Trennkupplungen K1 , K2 sind miteinander und mit dem Eingangselement 61 des Hybridmoduls 60 verbunden. Der Außenlamellenträger 72 der ersten Trennkupplung K1 ist drehfest mit dem das Ausgangselement der Eingangsgetriebestufe 63 bildenden Planetenträger 69 verbunden. Der Außenlamellenträger 74 der zweiten Trennkupplung K2 ist drehfest mit dem das Eingangselement der Eingangsgetriebestufe 63 bildenden Hohlrad 70 verbunden.
Während der nicht gesondert dargestellte Verbrennungsmotor über die erste Trennkupplung K1 in an sich bekannter Weise unmittelbar mit der Eingangswelle 52 des Schaltgetriebes 51 , 51' verbindbar ist, kann alternativ über die zweite Trennkupplung K2 eine über die Eingangsgetriebestufe 63 laufende Triebverbindung des Verbrennungsmotors mit der Eingangswelle 52 des Schaltgetriebes 51 hergestellt werden. Hierdurch wird die Eingangsgetriebestufe 63 für den Verbrennungsmotor als eine dem Schaltgetriebe 51 , 51' vorgeschaltete Bereichsgruppe verfügbar gemacht, wodurch unter Verdoppelung der verfügbaren Gänge (G1 L bis G12L und R1 L, R2L; G1 H bis G12H und R1 H, R2H) sowie einer entsprechenden Erhöhung der Getriebespreizung ein zusätzlicher Langsamfahrbereich mit erhöhtem Eingangsdrehmoment des Schaltgetriebes 51 , 51 ' erzeugt wird. Bei geschlossener zweiter Trennkupplung K2 ergibt sich somit aufgrund des durch die Übersetzung iEκ der Eingangsgetriebestufe 63 erhöhten Drehmomentes sowohl im Verbrennungsfahrbetrieb als auch im Kombinationsfahrbetrieb eine erhöhte Anfahrbeschleunigung sowie eine erhöhte Anfahrsteigfähigkeit des betreffenden Kraftfahrzeugs. Durch die Ausbildung und kompakte Anordnung von Elektromaschine EM, Eingangsgetriebestufe 63, Trennkupplung K1 und Trennkupplung K2 kann das Hybridmodul 60 die Abmessungen einer konventionellen Wandlerschaltkupplung einhalten und daher bei einem bestehenden Fahrzeugmodell leicht gegen diese ausgetauscht werden.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs mit Schaltgetriebe 51' nach Fig. 9 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsvariante nach Fig. 8 nur durch eine andere Ausbildung des Eingangselementes 61 des Hybridmoduls 60' sowie durch eine andere Anordnung der beiden Trennkupplungen K1 , K2. Vorliegend besteht das Eingangselement 61 des Hybridmoduls 60' aus zwei begrenzt zueinander verdrehbaren Bauteilen 61a, 61 b, die über einen Drehschwingungsdämpfer 75 miteinander verbunden sind.
Die beiden Trennkupplungen K1 , K2 sind nunmehr mit einer radial innen angeordneten ersten Trennkupplung K1 und einer radial außenliegenden zweiten Trennkupplung K2 koaxial zueinander angeordnet, wobei der Außenlamel- lenträger 77 der ersten Trennkupplung K1 und der Innenlamellenträger 78 der zweiten Trennkupplung K2 miteinander und mit dem zweiten Bauteil 61 b des Eingangselementes 61 des Hybridmoduls 60' verbunden sind. Der Innenlamellenträger 76 der ersten Trennkupplung K1 ist nunmehr drehfest unmittelbar mit dem Ausgangselement 62 des Hybridmoduls 60' verbunden, und der Außenla- mellenträger 79 der zweiten Trennkupplung K2 ist drehfest mit dem das Eingangselement der Eingangsgetriebestufe 63 bildenden Hohlrad 70 gekoppelt. Das zugeordnete Schaltschema und die betreffenden Gesamtübersetzungen i des erfindungsgemäßen Hybridantriebsstrangs nach Fig. 8 und Fig. 9 sind in der Tabelle von Fig. 10 zusammengefasst, wobei eine Übersetzung der Eingangsgetriebestufe 63 von iE« = 1 ,8 zu Grunde gelegt wurde. Bei geschlossener zweiter Trennkupplung K2 gelten die erhöhten Gangübersetzungen i des Langsamfahrbereichs (G 1 L - G12L, R1L, R2L) sowohl für den Verbrennungsmotor als auch für die Elektromaschine EM, da der Kraftfluss beider Antriebsmaschinen jeweils über die Eingangsgetriebestufe 63 erfolgt.
Bei geschlossener erster Trennkupplung K1 gelten die an sich üblichen Gangübersetzungen i des Schnellfahrbereichs (G1 H - G12H, R1 H, R2H) nur für den Verbrennungsmotor, da das Drehmoment der Elektromaschine EM weiterhin über die Eingangsgetriebestufe 63 auf die Eingangswelle 52 des Schaltgetriebes 51' übertragen wird. Es versteht sich von selbst, dass im reinen Elektrofahrbetrieb beide Trennkupplungen K1 , K2 geöffnet sind, so dass der Verbrennungsmotor dann abgestellt oder im Leerlauf betrieben werden kann.
Bezuαszeichen
Planeten-Automatgetriebe
Erster Planetenradsatz
Sonnenrad
Planetenträger
Planetenrad
Hohlrad
Zweiter Planetenradsatz
Sonnenrad
Planetenträger
Planetenrad
Hohlrad
Dritter Planetenradsatz
Sonnenrad
Planetenträger
Planetenrad
Hohlrad
Eingangswelle
Ausgangswelle
Gehäuse
Drehmomentwandler
Überbrückungskupplung
Pumpenrad
Leitrad
Turbinenrad
Eingangswelle
Schwingungsdämpfer
Freilaufkupplung
Gehäuseteil
Primärretarder Hybridmodul ' Hybridmodul Eingangselement a Erstes Bauteil des Eingangselementes b Zweites Bauteil des Eingangselements Ausgangselement Modulgehäuse Stator Rotor Eingangsgetriebestufe Sonnenrad Planetenrad Planetenträger Hohlrad Innenlamellenträger von K1 Außenlamellenträger von K1 Innenlamellenträger von K2 Außenlamellenträger von K2 Drehschwingungsdämpfer Innenlamellenträger von K1 Außenlamellenträger von K1 Innenlamellenträger von K2 Außenlamellenträger von K2 Lagerscheibe Schaltgetriebe, Gruppengetriebe ' Schaltgetriebe, Gruppengetriebe Eingangswelle Ausgangswelle Hauptwelle a Vorgelegewelle b Vorgelegewelle 56 Sonnenrad
57 Planetenträger
58 Planetenrad
59 Hohlrad
60 Hybridmodul 60' Hybridmodul
61 Eingangselement
61a Erstes Bauteil des Eingangselements
61 b Zweites Bauteil des Eingangselements
62 Ausgangselement
63 Eingangsgetriebestufe
64 Gehäusefestes Bauteil, Modulgehäuse
65 Stator
66 Rotor
67 Sonnenrad
68 Planetenrad
69 Planetenträger
70 Hohlrad
71 Innenlamellenträger von K1
72 Außenlamellenträger von K1
73 Innenlamellenträger von K2
74 Außenlamellenträger von K2
75 Drehschwingungsdämpfer
76 Innenlamellenträger von K1
77 Außenlamellenträger von K1
78 Innenlamellenträger von K2
79 Außenlamellenträger von K2
A, B Schaltkupplung der Vorschaltgruppe
B1 Schaltelement, Schaltbremse
B2 Schaltelement, Schaltbremse
B3 Schaltelement, Schaltbremse BG Bereichsgruppe
C1 Schaltelement, Schaltkupplung
C2 Schaltelement, Schaltkupplung
C1D, F Schaltkupplung des Hauptgetriebes
E1 Übersetzungsstufe der Vorschaltgruppe
E2 Übersetzungsstufe der Vorschaltgruppe
EM Elektromaschine
G1 - G6 Vorwärts-Gänge, Übersetzungsstufe des Hauptgetriebes
G1 H - G12H Vorwärts-Gänge
G1 L - G12L Vorwärts-Gänge
G, H Schaltkupplung der Bereichsgruppe
HG Hauptgetriebe i Übersetzung der Gänge, Gesamtübersetzung iEκ Übersetzung der Eingangsgetriebestufe
K1 Erste Trennkupplung
K2 Zweite Trennkupplung
L Langsamfahrstufe der Bereichsgruppe
R Rückwärtsgang, Übersetzungsstufe des Hauptgetriebes
RH Rückwärtsgang
RL Rückwärtsgang
R1 H1 R2H Rückwärtsgang
R1 L, R2L Rückwärtsgang
S Schnellfahrstufe der Bereichsgruppe
S1 - S4 Schaltpaket des Gruppengetriebes
VG Vorschaltgruppe, Splitgruppe

Claims

Patentansprüche
1. Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elekt- romaschine (EM) mit einem Stator (34; 65) und einem Rotor (35; 66), und ein Getriebe (1 ; 51 , 51') mit einer Eingangswelle (17; 52) und einer Ausgangswelle (18; 53) umfasst, wobei die Triebwelle des Verbrennungsmotors über eine steuerbare Trennkupplung (K1 ) mit der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1 ; 51 , 51') verbindbar ist, die Elektromaschine (EM) koaxial über der Eingangswelle (17; 52) angeordnet ist, und der Rotor (35, 66) der Elektromaschine (EM) permanent mit der Eingangswelle (17; 52) in Triebverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (35; 66) der Elektromaschine (EM) mit der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1 ; 51 , 51') über eine Eingangsgetriebestufe (36; 63) mit hoher Übersetzung (iEκ > 1 ) in Triebverbindung steht, die als ein einfacher Planetenradsatz mit einem Sonnenrad (37; 67), mehreren auf einem Planetenträger (39; 69) umfangsseitig verteilt angeordneten und drehbar gelagerten sowie mit dem Sonnenrad (37; 67) in Verzahnungseingriff stehenden Planetenrädern (38; 68) und einem mit den Planetenrädern (38; 68) in Verzahnungseingriff stehenden Hohlrad (40; 70) ausgebildet ist, wobei das Sonnenrad (37; 67) gegenüber einem gehäusefesten Bauteil (33; 64) arretiert ist, das Hohlrad (40; 70) drehfest mit dem Rotor (35; 66) der Elektromaschine (EM) verbunden ist, und der Planetenträger (39; 69) drehfest mit der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1 ; 51 , 51') in Verbindung steht.
2. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als ein mehrstufiges Planeten-Automatgetriebe (1) oder als ein mehrstufiges Schaltgetriebe (51 , 51') ausgebildet ist.
3. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite steuerbare Trennkupplung (K2) vorgesehen ist, mittels der die Triebwelle des Verbrennungsmotors mit dem Hohlrad (40; 70) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) verbindbar ist.
4. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM), die Trennkupplungen (K1 , K2), und die Eingangsgetriebestufe (36; 63) koaxial zueinander und zu der Triebwelle des Verbrennungsmotors sowie der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1 ; 51 , 51') angeordnet und in einem vormontierbaren Hybridmodul (30, 30'; 60, 60') mit einem Eingangselement (31 , 61 ), einem Ausgangselement (32; 62) und einem Modulgehäuse (33; 64) zusammengefasst sind, dessen Eingangselement (31 ; 61 ) drehfest mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, dessen Ausgangselement (32; 62) drehfest mit der Eingangswelle (17; 52) des Getriebes (1 ; 51 , 51 ') verbunden ist, und das in Verbindung mit einem mehrstufigen Planeten-Automatgetriebe (1 ) die Abmessungen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (20) bzw. in Verbindung mit einem mehrstufigen Schaltgetriebe (51 , 51') die Abmessungen einer ersatzweise nutzbaren Wandlerschaltkupplung einhält.
5. Hybridantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) als ein Innenläufer mit einem radial innerhalb des Stators (34; 65) angeordneten Rotor (35; 66) ausgebildet ist, und dass die mindestens eine Trennkupplung (K1 , K2) motorseitig und die Eingangsgetriebestufe (36; 63) getriebeseitig zumindest radial innerhalb des Rotors (35; 66) angeordnet sind.
6. Hybridantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Trennkupplung (K1 , K2) als Lamellenkupplung mit jeweils einem lnnenlamellenträger (41 , 43; 46, 48; 71 , 73; 76, 78) und einem Außenlamellenträger (42, 44; 47, 49; 72, 74; 77, 79) ausgebildet ist.
7. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trennkupplungen (K1 , K2) axial benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Innenlamellenträger (41 , 43; 71 , 73) beider Trennkupplungen (K1 , K2) miteinander und mit dem Eingangselement (31 ; 61 ) des Hybridmoduls (30'; 60) verbunden sind, und der Außenlamellenträger (42, 72) der ersten Trennkupplung (K1) mit dem Ausgangselement (39, 32; 62) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) oder des Hybridmoduls (30'; 60) und der Außenla- mellenträger (44; 74) der zweiten Trennkupplung (K2) mit dem Hohlrad (40; 70) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) verbunden ist.
8. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trennkupplungen (K1 , K2) mit einer radial innen angeordneten ersten Trennkupplung (K1 ) und einer radial außenliegenden zweiten Trennkupplung (K2) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der Außenlamellen- träger (47; 77) der ersten Trennkupplung (K1 ) und der Innenlamellenträger (48; 78) der zweiten Trennkupplung (K2) miteinander sowie mit dem Eingangselement (31 ; 61a, 61b) des Hybridmoduls (30'; 60') verbunden sind, und der Innenlamellenträger (46; 76) der ersten Trennkupplung (K1 ) mit dem Ausgangselement (32, 39; 62, 69) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) oder des Hybridmoduls (30'; 60') und der Außenlamellenträger (49; 79) der zweiten Trennkupplung (K2) mit dem Hohlrad (40; 70) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) verbunden ist.
9. Hybridantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangselement (31 ; 61) des Hybridmoduls (30, 30', 60') aus zwei begrenzt zueinander verdrehbaren Bauteilen (31a, 31 b; 61a, 61 b) besteht, die über einen Drehschwingungsdämpfer (45; 75) miteinander verbunden sind.
10. Hybridantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (35; 66) der Elektromaschine (EM) eine Zwei- punktlagerung bestehend aus einer Festlagerung und einer Loslagerung aufweist.
11. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlagerung des Rotors (35; 66) durch ein Wälzlager gebildet ist, das motorseitig zwischen einem rotorfesten Bauteil und einem mit dem Modulgehäuse (33; 64) verbundenen Bauteil angeordnet ist, und dass die Loslagerung des Rotors (35; 66) durch die Verzahnungen und die Lagerungen der Bauteile (37, 38, 39, 40; 67, 68, 69, 70) der Eingangsgetriebestufe (36; 63) gebildet ist.
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