WO2014075843A2 - Hybridizied motor vehicle transmission - Google Patents

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WO2014075843A2
WO2014075843A2 PCT/EP2013/070399 EP2013070399W WO2014075843A2 WO 2014075843 A2 WO2014075843 A2 WO 2014075843A2 EP 2013070399 W EP2013070399 W EP 2013070399W WO 2014075843 A2 WO2014075843 A2 WO 2014075843A2
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electric machine
group
rotor
vehicle transmission
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PCT/EP2013/070399
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Rayk Gersten
Torsten Voigt
Alan Dittrich
Christian Mittelberger
Johannes Glueckler
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a hybridized motor vehicle transmission, which is designed in a group construction and a main group, a main group downstream range group, and an electric machine comprises, wherein an output shaft of the main group with an input shaft of the range group is rotatably connected, of the transmission components, a transmission component with a rotor of Electric machine is coupled.
  • Hybrid powertrains of motor vehicles are in addition to the generally common hybridizations also partially realized by hybridization of motor vehicle transmissions.
  • an electric machine is either integrated with the transmission housing of the respective motor vehicle transmission or provided at least directly to the transmission.
  • the electric machine then acts, depending on the concrete involvement, as a generator for recuperation of braking energy, as an electric motor to support a drive motor upstream of the motor vehicle transmission and possibly also to represent a purely electrical drive of the motor vehicle.
  • Such hybridized motor vehicle transmissions are also frequently provided in commercial vehicles, in order to recover, for example, in the case of commercial vehicles operating over longer distances, the braking energy that is generated during braking processes and to make them usable.
  • this motor vehicle transmission of commercial vehicles are designed as automated motor vehicle transmission, which are often realized to represent a large number of switchable gears in group construction and composed of the combination of a main group with mostly a front or downstream split group, and a downstream range group.
  • hybridized motor vehicle transmissions are known in which an electric machine is provided in the region of the range group.
  • DE 101 52 481 A1 discloses a hybridized motor vehicle transmission, which in this case is designed in a group construction and is composed of a main group and a group of groups connected downstream of the main group.
  • the main group is in this case designed as a stepped transmission, in which a drive shaft and an output shaft coaxial with each other and the drive shaft with the output shaft, apart from a direct rotationally fixed coupling of the two shafts, via intermediate grades and by means of an axially parallel countershaft can be brought into connection.
  • the output shaft of the main group also represents the input shaft of the downstream range group, the range group being formed by a planetary stage whose sun gear is rotationally fixed on the input shaft of the range group.
  • the sun gear meshes with a plurality of planetary gears, which are guided over a common planetary web, wherein the planetary web is connected to an output shaft of the motor vehicle transmission.
  • the planetary gears mesh with a radially au olinitized ring gear, which is rotatably connected in addition to a rotor of an eddy current brake with a rotor of an electric machine and also via a
  • Switching device on the one hand with a stator of the electric machine bearing gear housing and on the other hand can be rotatably coupled to the output shaft.
  • a neutral position can be represented via the switching device, in which the ring gear is connected neither to the transmission housing nor to the output shaft.
  • a hybridized motor vehicle transmission is constructed in a group construction and comprises a main group, a group of groups connected downstream of the main group and an electric machine. Furthermore, an output shaft of the main group is non-rotatably connected to an input shaft of the range group, is coupled from the transmission components, a transmission component with a rotor of the electric machine.
  • the motor vehicle transmission according to the invention may also comprise further transmission groups, such as a separate splitter group upstream or downstream of the main group, via which a sequence of steps defined by the main group is compressed by small incremental steps. a turning group and / or a crawler gang.
  • the main group of the motor vehicle transmission can be designed by appropriate integration possibilities of the main group associated gear ratios also such that this main group combines the functions of a main group and a classically separated split group.
  • gear components of the range group in the sense of the invention of the range group associated rotatable components, such as shafts, gears, etc., meant, wherein one of these components is in communication with the rotor of the electric machine.
  • the electric machine is designed according to the invention, in particular as an asynchronous machine, but may also be in the form of a permanent-magnet synchronous machine.
  • the invention now includes the technical teaching that the rotor of the electric machine is arranged on a rotor shaft which extends off-axis to an input shaft of the range group and which is connected to the input shaft of the range group via a transmission stage.
  • a rotor shaft carrying the rotor of the electric machine runs axially parallel to the input shaft of the range group and is coupled to the input shaft via an intermediate gear stage.
  • Such an arrangement of the electric machine has the advantage that a position of the provided between input shaft and rotor shaft gear ratio can be chosen so that the electric machine can be arranged offset to the range group and thus without significant increase in the axial dimension of the motor vehicle transmission.
  • the rotor shaft and the electric machine via the translation stage can be easily placed in outer radial regions of the range group, where there is still space for accommodating the electric machine available. This is possible without affecting a Heidelbergaktuatorik the range group.
  • a gear ratio between the input range of the range group and the rotor shaft can be defined via the gear ratio, so that the electric machine can be operated in a suitable operating range with respect to its efficiency map, its torque curve and its power characteristics.
  • the electric machine can be designed as a radially compact built, high-speed asynchronous, on the rotor shaft, a rotational movement of the input shaft of the range group is translated into the fast.
  • the input shaft of the range group is in particular connected to an output shaft of the upstream main group, in which case further transmission groups may be located therebetween.
  • the input shaft of the range group is rotatably connected to the output shaft of the main group, said rotationally fixed connection can be realized either by a rotationally fixed coupling of two coaxial transmission shafts or by a one-piece design of the two transmission shafts. In the latter case, therefore, the output shaft of the main group and the input shaft of the range group are formed by a single transmission shaft.
  • the electric machine in the case of DE 101 52 481 A1 of the range group is axially downstream, which requires a corresponding axial space.
  • the rotor of the electric machine in the case of DE 101 52 481 A1 rotatably coupled to the ring gear of the planetary gear of the range group, so that when setting the ring gear on the surrounding gear housing to represent a range ratio and the rotor of the electric machine is stopped and accordingly speaking no generator or motor operation of the electric machine is possible.
  • the working range of the electric machine is firmly defined by the range translations representable over the range group and can not be made independent thereof.
  • the translation stage is provided axially between the main group and the range group, wherein the rotor shaft is guided past the range group from the translation stage and carries the rotor on an axial side of the range group facing away from the translation stage.
  • the provision of the translation stage between the main group and the area group has the advantage that an integration of the electric machine takes place after the main group and before the area group. As a result, a drive movement introduced via the electric machine can also be translated into different driving ranges via the downstream range group, so that different driving speeds can be generated as a result.
  • connection of the electric machine between the main group and the range group in conjunction with the option of representing via the main group a drive side and / or over the range group a decoupling on the output side, the operation of the motor vehicle transmission according to the invention with different hybrid functions, such as recuperation and electric driving , Standstill, a start-stop function and / or a traction support via the electric machine.
  • the electric machine does not have to be provided axially between the main group and the range group, but can be arranged axially without difficulty, in addition to the range group. Overall, this allows the axial distance between the main group and the range group largely maintained and at the same time the electric machine be connected in a compact manner between the main group and range group.
  • the rotor shaft is led out of a gear housing of the motor vehicle transmission with one end, on which the rotor is arranged, being mounted externally on the transmission housing in the region of the lead-out of the rotor shaft from the gear housing, a housing of the electric machine, which receives a radially surrounding the rotor stator.
  • the electric machine can in this case be encapsulated in a simple manner from an interior of the motor vehicle transmission, whereby sensitive electronic components are largely separated from oil of the motor vehicle transmission in a dry running electric machine.
  • the electric machine is thus easily accessible from the outside.
  • the electric machine is connected to a lubricant circuit of the motor vehicle transmission.
  • an electric machine designed as a wet-running machine can be lubricated and cooled via the oil household of the motor vehicle transmission.
  • a further embodiment of the invention shows that the range group is designed as a planetary stage, the sun gear is rotatably connected to the input shaft and meshes with at least one planetary, which is guided via a planetary gear coupled to an output shaft, wherein also with the at least one planet in the Tooth engagement stationary ring gear on the one hand fixed to a transmission housing of the motor vehicle transmission and on the other hand can be coupled to the planetary web.
  • the range group is thus designed as a planetary gear, with two different range ratios can be represented by the different connection possibilities of the ring gear of the planetary stage.
  • the range group can also be realized as a differently configured multistage transmission.
  • a neutral position can thus also be represented via the switching device of the range group, so that hybrid functions such as a standstill charging and an electric drive of the prime mover upstream drive machine can be realized by the missing coupling of the ring gear.
  • the switching device of the range group is provided axially between the main group and the range group and in this case preferably between the translation stage of the electric machine and the range group placed there.
  • This axial arrangement of the switching device has the advantage that a control of the switching device is possible by means provided in the main group GmbHaktuatorik without doing a implementation by rotating components of the range group and without the output side of the range group to provide a separate Heidelbergaktuatorik.
  • the range group is followed by a hydrodynamic retarder.
  • a service brake of the respective motor vehicle can thus be additionally relieved.
  • a retarder operation is possible independently of an operation of the electric machine.
  • a spur gear stage is preferably provided for this purpose on the output shaft of the motor vehicle transmission, which couples the output shaft with an input shaft of the hydrodynamic retarder.
  • a jacket of the electric machine can be connected to a coolant circuit.
  • the jacket of the electric machine in the installed state of the motor vehicle transmission can be easily connected to a coolant budget of the internal combustion engine upstream of the motor vehicle transmission, so that a sufficient cooling of the electric machine is possible.
  • a power take-off is directly driven via the electric machine, so that optionally additionally provided consumers of the motor vehicle transmission can be operated directly electrically via the electric machine.
  • the rotor shaft is provided for this purpose with a flange or with an additional coupling. It shows a further advantageous embodiment of the invention, that the main group is designed as a stepped transmission, the drive shaft can be coupled via a separating clutch with a drive side and can be brought via at least one of several translation stages with the output shaft in connection.
  • the drive shaft is provided coaxially to the output shaft, with off-axis to the drive shaft and the output shaft extends at least one countershaft, which brought to represent a power flow between the drive shaft and output shaft on the one hand to the drive shaft and on the other hand with the output shaft via gear ratios can be.
  • the drive shaft can also be connected directly to the output shaft in a rotationally fixed manner for representing a direct gear.
  • a neutral gear can be displayed, so that an electric driving over the electric machine is also possible with closed clutch of the stepped transmission or even on the at least one countershift attachable power take-off can be coupled to the electric machine without further drive through to the drive machine.
  • the single FIGURE shows a schematic view of a motor vehicle transmission according to the invention in accordance with a preferred embodiment of the invention, this motor vehicle transmission in particular being used for a commercial vehicle. is suitable.
  • the motor vehicle transmission is composed of a main group 1, a range group 2, an electric machine 3 and a hydrodynamic retarder 4.
  • the main group 1 is in this case formed by a stepped transmission whose drive shaft AnW can be coupled via a separating clutch K to a drive side AN of the motor vehicle transmission and in the installed state of the motor vehicle transmission with an engine of the motor vehicle. Coaxially with the drive shaft AnW, an output shaft AW of the main group 1 is also provided, which at the same time also forms the input shaft EW of the downstream range group 2 and can be connected to the drive shaft AnW via gear stages A to E.
  • Axially offset to the drive shaft AnW and the output shaft AW are also two countershaft 5 and 6 of the main group 1 is arranged, the countershaft VW1 and VW2 via the gears A to E can be coupled simultaneously with the drive shaft AnW and the output shaft AW.
  • the gear ratios A to E are each designed as Zweivorgelegewellenrad accounts, in which each one rotatably mounted on the drive shaft AnW or on the output shaft AW spur gear is in meshing with one side of the countershaft VW1 and one each on the side of the countershaft VW2 rotatably provided spur gear ,
  • the rotatably mounted spur gear is fixed to the drive shaft AnW or to the output shaft AW, then a rotational movement of the drive shaft AnW is translated to the two countershafts 5 and 6 or rotational movements of the countershafts VW1 and VW2 are converted into a corresponding rotational speed of the output shaft AW.
  • the drive shaft AnW can rotate on the one hand with the intermediate spur gear of the gear stage A and on the other hand with the intermediate spur gear of the gear stage B by means of associated switching elements.
  • a switching device SE1 is in this case configured as a blocking synchronization, via which the respectively rotatably mounted spur gear of the respective gear stage A and B is connected after reduction of speed differences with the drive shaft AnW.
  • the gear stages A and B act here as pre-translation stages, by means of which in each case the rotational movement of the drive shaft AnW can be performed with a respective assigned gear ratio to the countershafts VW1 and VW2, from where then a further translation to the output shaft AW by means of the subsequent gear stages C to E is made.
  • the rotatably mounted spur gear of the gear B but can also be rotatably connected to the output shaft AW, so that on the one hand while rotating connection to the drive shaft AnW a rigid drive from the drive shaft AnW can be represented on the output shaft AW and on the other hand on the gear B also a translation of rotational movements of the countershafts VW1 and VW2 on the output shaft AW is possible.
  • the output shaft-side connection of the idler gear of the gear B is possible via a switching element, which is summarized with a further switching element in a switching device SE2, upon which actuation the idler gear of the adjacent gear C is set to the output shaft AW.
  • a rotational movement of the output shaft AW is accordingly coupled under a gear ratio defined by the gear ratio C with rotational movements of the countershafts VW1 and VW2.
  • the switching device SE2 is designed as a form-locking switching device in the form of a dog clutch, via which - only strongly schematically indicated - shift claw either a positive coupling of the idler gear of the gear B or the idler gear of the gear C with the output shaft AW can be completed.
  • the two idler gears of adjacent gear stages D and E can also be fixed to the output shaft AW via positive shift elements, these shift elements being combined in a shift device SE3, which is also realized as a dog clutch.
  • the gear stage E is in this case designed as a wheelset of a reverse gear of the main group 1, in which equal to the gear ratios B to D, an opposite direction of rotation of the output shaft AW when involved in the power flow is caused.
  • the main group 1 downstream range group 2 is realized in the present case as a planetary stage 7, which is composed of a ring gear HO, a planetary gear ST and a sun gear SO.
  • the sun gear SO is rotationally fixed on the input shaft EW of the range group 2 and thus arranged on the output shaft AW of the main group 1 and meshes with planetary gears PL1 and PL2, which in this case are each guided by the planetary ST and also each with the radially outer ring gear HO in mesh.
  • the planetary bridge ST is also non-rotatably connected to an output shaft AbW, which at the same time represents the output shaft of the motor vehicle transmission according to the invention and in the installed state of the transmission is in communication with other components of a drive train of the motor vehicle.
  • the ring gear HO can be fixed on the one hand to a transmission housing 8 of the motor vehicle transmission and on the other hand rotatably coupled to the planetary web ST.
  • These two coupling possibilities can in this case be represented by a switching device SE4, which in the present case is configured as a blocking synchronization and in addition to the two switching positions also allows a neutral position in which the ring gear HO is freely rotatable relative to the gear housing 8 and the planetary web ST.
  • the electric machine 3 is provided, which is arranged as a special feature and to represent a compact as possible in the axial direction construction of the motor vehicle transmission offset in relation to the input shaft EW.
  • a rotor 9 of the electric machine 3 is thereby coupled to the input shaft EW and thus the sun gear SO of the range group 2 by the rotor 9 is provided on a rotor shaft RW, which is in communication with the input shaft EW via a translation stage 10.
  • This translation stage 10 is presently designed as a high-drive stage whose rotatably provided on the rotor shaft RW spur gear Z1 is made smaller in diameter and the number of teeth ago than the rotationally fixed on the input shaft EW placed gear Z2.
  • the translation stage 10 is provided together with the switching device SE4 axially between the main group and the area group 2.
  • the rotor shaft RW is brought out of the gear housing 8 for connection to the rotor 9 of the electric machine 3, wherein the rotor shaft RW runs past the gear stage 10 on the planetary stage 7 of the range group 2, to take on one of the translation stages 10 facing away axial side of the range group 2, the rotor 9.
  • Radially surrounding the rotor 9 in this case a stator 1 1 of the electric machine 3 is provided, which is accommodated together with the rotor 9 in a housing 12 of the electric machine 3. Consequently, therefore, the electric machine 3 is provided on an outer side of the transmission housing 8, wherein the housing 12 of the electric machine 3 is flanged to the transmission housing 8.
  • the rotor shaft RW is still on a side facing away from the spur gear Z1 end provided with a plug connection 13, to which a power take-off of the motor vehicle transmission can be coupled.
  • a corresponding connection point on the countershaft VW2 of the countershaft 6 may be configured.
  • a neutral position is inserted in the main group 1, in which none of the switching elements of the switching devices SE1, SE2 and SE3 is actuated.
  • the separating clutch K can remain in an actuated state, without that on the input shaft EW and thus also on the output shaft AW translated rotational movement is passed to the drive machine.
  • a low range gear is selected by rotationally fixed coupling of the ring gear HO with the gear housing 8 when driving electrically in the range group.
  • a standstill, so loading a coupled with the electric machine 3 - not shown here - memory is completed when the vehicle by the switching device SE4 of the range group 2 is brought into neutral position and in consequence because of the freely rotatable ring gear HO no translation takes place on the output shaft AbW.
  • a speed of the prime mover is transmitted via the main group 1 to the input shaft EW with a correspondingly selected gear ratio and thus translated by means of the translation stage 10 on the rotor shaft RW, this being converted into electrical energy via the acting in generator mode electric machine 3 accordingly.
  • an overdrive-representing gear is selected in the main group 1 in order to represent the highest possible rotational speed of the input shaft EW.
  • a start-stop operation is realized in which the connected to the drive side AN prime mover is towed over the electric machine 3.
  • the neutral position of the switching device SE4 is selected in the area group 2.
  • a rotational movement which is represented by the drive unit and translated by means of the main group 1 onto the input shaft EW, can also be amplified by the electric machine 3 by acting in a supportive manner via the transmission stage 10 on the input shaft EW.
  • This boosting can also be used to support a switching change in the range group 2 by the electric machine 3 faster speed matching of the elements to be coupled hollow shaft HO and planetary ST or hollow shaft HO and gear housing 8 is supported by appropriate acceleration or deceleration.
  • the electric machine 3 is designed here as a radially compact-built, high-speed asynchronous machine, which is operated only in two quadrants to display the aforementioned hybrid functions, which simplifies control of the electric machine 3 and the construction of an associated inverter.
  • Lubrication and cooling of moving parts of the electric machine 3 is represented completely via the oil budget of the transmission by the housing 12 of the electric machine 3 has corresponding supply channels, which are connected to the corresponding supply lines on the transmission side.
  • a jacket of the housing 12 is still connected in the installed state of the motor vehicle transmission with a coolant system of the internal combustion engine to cool the electric machine 3.
  • the range group 2 is still the hydrodynamic retarder 4 downstream by a spur gear Z3 a spur gear 14 is placed on the output shaft AbW, which is permanently in meshing engagement with a spur gear Z4.
  • the spur gear Z4 in turn is rotatably provided on a turbine shaft 15 of the hydrodynamic retarder 4, so that a rotational speed of the output shaft AbW is converted into a corresponding rotation of the turbine shaft 15.
  • the hydrodynamic retarder 4 is in this case designed in a manner known to those skilled in the art, so that when filling the retarder 4 a corresponding braking torque can be represented on the output shaft AbW.

Abstract

The invention relates to a hybridized motor vehicle transmission which is modular and which comprises a main group (1), a secondary group (2) which is downstream of the main group (1), and an electric machine (3). A transmission component is coupled to a rotor (9) of the electric machine (3) by transmission components of the secondary group (2). The aim of the invention is to provide a motor vehicle transmission with the most compact axial structural length possible and at the same time providing a suitable working range of the electric machine. As a result, the rotor (9) is arranged on a rotor shaft (RW) extending offset to the input shaft (EW) of the secondary group (2) and which in connected to the input shaft (EW) of the secondary group (2) by means of a multiplication step (10).

Description

Hybridisiertes Kraftfahrzeuqqetriebe  Hybridized motor vehicle transmission
Die Erfindung betrifft ein hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe, welches in Gruppenbauweise ausgeführt ist und eine Hauptgruppe, eine der Hauptgruppe nachgeschaltete Bereichsgruppe, sowie eine Elektromaschine umfasst, wobei eine Ausgangswelle der Hauptgruppe mit einer Eingangswelle der Bereichsgruppe drehfest verbunden ist, von deren Getriebekomponenten eine Getriebekomponente mit einem Rotor der Elektromaschine gekoppelt ist. The invention relates to a hybridized motor vehicle transmission, which is designed in a group construction and a main group, a main group downstream range group, and an electric machine comprises, wherein an output shaft of the main group with an input shaft of the range group is rotatably connected, of the transmission components, a transmission component with a rotor of Electric machine is coupled.
Hybridantriebe von Kraftfahrzeugen werden neben den allgemein gängigen Hybridisierungen auch teilweise durch Hybridisierungen von Kraftfahrzeuggetrieben verwirklicht. Hierbei ist eine Elektromaschine entweder mit in das Getriebegehäuse des jeweiligen Kraftfahrzeuggetriebes integriert oder zumindest unmittelbar an dem Getriebe vorgesehen. An der jeweiligen Stelle fungiert die Elektromaschine dann, je nach konkreter Einbindung, als Generator zur Rekuperation von Bremsenergie, als Elektromotor zur Unterstützung einer dem Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschalteten Antriebsmaschine und ggf. auch zur Darstellung eines rein elektrischen Antriebes des Kraftfahrzeuges. Hybrid powertrains of motor vehicles are in addition to the generally common hybridizations also partially realized by hybridization of motor vehicle transmissions. Here, an electric machine is either integrated with the transmission housing of the respective motor vehicle transmission or provided at least directly to the transmission. At the respective point, the electric machine then acts, depending on the concrete involvement, as a generator for recuperation of braking energy, as an electric motor to support a drive motor upstream of the motor vehicle transmission and possibly also to represent a purely electrical drive of the motor vehicle.
Derartig hybridisierte Kraftfahrzeuggetriebe werden hierbei auch häufig bei Nutzfahrzeugen vorgesehen, um beispielsweise bei über längere Fahrstrecken agierenden Nutzfahrzeugen die bei Bremsvorgängen anfallende Bremsenergie rückzugewinnen und nutzbar zu machen. Unter anderem werden dabei Kraftfahrzeuggetriebe von Nutzfahrzeugen als automatisierte Kraftfahrzeuggetriebe ausgeführt, die zur Darstellung einer großen Anzahl an schaltbaren Gängen häufig in Gruppenbauweise verwirklicht werden und sich aus der Kombination einer Hauptgruppe mit zumeist einer vor- oder nachgeschalteten Splitgruppe, sowie einer nachgeschalteten Bereichsgruppe zusammensetzen. Neben einer antriebsseitigen Anordnung der Elektromaschine am jeweiligen Kraftfahrzeuggetriebe, was dann zur Darstellung eines geeigneten Arbeitsbereichs der Elektromaschine zumeist die Verwendung einer zusätzlichen eingangsseitigen Vorübersetzungsstufe notwendig macht, sind auch Ausgestaltungen von hybridisierten Kraftfahrzeuggetrieben bekannt, bei welchen eine Elektromaschine im Bereich der Bereichsgruppe vorgesehen ist. Aus der DE 101 52 481 A1 geht ein hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe hervor, welches hierbei in Gruppenbauweise ausgeführt ist und sich aus einer Hauptgruppe sowie einer der Hauptgruppe nachgeschalteten Bereichsgruppe zusammensetzt. Die Hauptgruppe ist hierbei als Stufengetriebe ausgestaltet, bei welchem eine Antriebswelle und eine Ausgangswelle koaxial zueinander verlaufen und die Antriebswelle mit der Abtriebswelle, abgesehen von einer direkten drehfesten Koppelung der beiden Wellen, über zwischenliegende Gangstufen und mittels einer achsparallel verlaufenden Vorgelegewelle in Verbindung gebracht werden kann. Die Ausgangswelle der Hauptgruppe stellt zugleich auch die Eingangswelle der nachgeschalteten Bereichsgruppe dar, wobei die Bereichsgruppe dabei durch eine Planetenstufe gebildet ist, deren Sonnenrad drehfest auf der Eingangswelle der Bereichsgruppe platziert ist. Das Sonnenrad kämmt mit mehreren Planetenrädern, die über einen gemeinsamen Planetensteg geführt werden, wobei der Planetensteg mit einer Abtriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist. Neben dem Sonnenrad kämmen die Planetenräder zudem mit einem radial au ßenliegenden Hohlrad, das hierbei neben einem Rotor einer Wirbelstrombremse auch mit einem Rotor einer Elektromaschine drehfest verbunden ist und zudem über eine Such hybridized motor vehicle transmissions are also frequently provided in commercial vehicles, in order to recover, for example, in the case of commercial vehicles operating over longer distances, the braking energy that is generated during braking processes and to make them usable. Among other things, this motor vehicle transmission of commercial vehicles are designed as automated motor vehicle transmission, which are often realized to represent a large number of switchable gears in group construction and composed of the combination of a main group with mostly a front or downstream split group, and a downstream range group. In addition to a drive-side arrangement of the electric machine at the respective motor vehicle transmission, which then makes the use of an additional input-side Vorübersetzungsstufe then necessary to represent a suitable working area of the electric machine, embodiments of hybridized motor vehicle transmissions are known in which an electric machine is provided in the region of the range group. DE 101 52 481 A1 discloses a hybridized motor vehicle transmission, which in this case is designed in a group construction and is composed of a main group and a group of groups connected downstream of the main group. The main group is in this case designed as a stepped transmission, in which a drive shaft and an output shaft coaxial with each other and the drive shaft with the output shaft, apart from a direct rotationally fixed coupling of the two shafts, via intermediate grades and by means of an axially parallel countershaft can be brought into connection. At the same time, the output shaft of the main group also represents the input shaft of the downstream range group, the range group being formed by a planetary stage whose sun gear is rotationally fixed on the input shaft of the range group. The sun gear meshes with a plurality of planetary gears, which are guided over a common planetary web, wherein the planetary web is connected to an output shaft of the motor vehicle transmission. In addition to the sun gear, the planetary gears mesh with a radially au ßenliegenden ring gear, which is rotatably connected in addition to a rotor of an eddy current brake with a rotor of an electric machine and also via a
Schalteinrichtung einerseits mit einem den Stator der Elektromaschine tragenden Getriebegehäuse und andererseits mit der Abtriebswelle drehfest gekoppelt werden kann. Über die Schalteinrichtung kann zusätzlich auch eine Neutralstellung dargestellt werden, in welcher das Hohlrad weder an dem Getriebegehäuse noch an der Abtriebswelle angebunden ist. Switching device on the one hand with a stator of the electric machine bearing gear housing and on the other hand can be rotatably coupled to the output shaft. In addition, a neutral position can be represented via the switching device, in which the ring gear is connected neither to the transmission housing nor to the output shaft.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe zur Verfügung zu stellen, bei welchem eine Elektromaschine derartig angeordnet ist, dass eine möglichst kompakte axiale Baulänge des Kraftfahrzeuggetriebes realisiert wird, wobei hierbei gleichzeitig die Darstellung eines geeigneten Arbeitsbereichs dieser Elektromaschine möglich ist. Based on the above-described prior art, it is now the object of the present invention to provide a hybridized motor vehicle transmission, in which an electric machine is arranged such that the most compact axial length of the motor vehicle transmission is realized, in which case simultaneously the representation of a suitable Working range of this electric machine is possible.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Gemäß der Erfindung ist ein hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe in Gruppenbauweise ausgeführt und umfasst eine Hauptgruppe, eine der Hauptgruppe nachgeschaltete Bereichsgruppe sowie eine Elektromaschine. Des Weiteren ist eine Ausgangswelle der Hauptgruppe mit einer Eingangswelle der Bereichsgruppe drehfest verbunden, von deren Getriebekomponenten eine Getriebekomponente mit einem Rotor der Elektromaschine gekoppelt ist. Im Sinne der Erfindung kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe, abgesehen von der Hauptgruppe und der Bereichsgruppe, zudem auch weitere Getriebegruppen umfassen, wie beispielsweise eine separate, der Hauptgruppe vor- oder nachgeschaltete Splitgruppe, über welche eine durch die Hauptgruppe definierte Gangfolge durch kleine Stufensprünge verdichtet wird, eine Wendegruppe und/oder auch eine Kriechganggruppe. Zudem kann die Hauptgruppe des Kraftfahrzeuggetriebes durch entsprechende Einbindungsmöglichkeiten von der Hauptgruppe zugeordneten Gangstufen auch derartig gestaltet sein, dass diese Hauptgruppe die Funktionen einer Hauptgruppe und einer klassischerweise hiervon getrennten Splitgruppe vereint. This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give each advantageous embodiments of the invention. According to the invention, a hybridized motor vehicle transmission is constructed in a group construction and comprises a main group, a group of groups connected downstream of the main group and an electric machine. Furthermore, an output shaft of the main group is non-rotatably connected to an input shaft of the range group, is coupled from the transmission components, a transmission component with a rotor of the electric machine. For the purposes of the invention, apart from the main group and the range group, the motor vehicle transmission according to the invention may also comprise further transmission groups, such as a separate splitter group upstream or downstream of the main group, via which a sequence of steps defined by the main group is compressed by small incremental steps. a turning group and / or a crawler gang. In addition, the main group of the motor vehicle transmission can be designed by appropriate integration possibilities of the main group associated gear ratios also such that this main group combines the functions of a main group and a classically separated split group.
Mit Getriebekomponenten der Bereichsgruppe sind im Sinne der Erfindung der Bereichsgruppe zugeordnete drehbare Bauteile, wie Wellen, Zahnräder, etc., gemeint, wobei von diesen Komponenten eine mit dem Rotor der Elektromaschine in Verbindung steht. Die Elektromaschine ist im Sinne der Erfindung insbesondere als Asynchronmaschine ausgestaltet, kann aber auch in Form einer permanenterregten Synchronmaschine vorliegen. By gear components of the range group in the sense of the invention of the range group associated rotatable components, such as shafts, gears, etc., meant, wherein one of these components is in communication with the rotor of the electric machine. The electric machine is designed according to the invention, in particular as an asynchronous machine, but may also be in the form of a permanent-magnet synchronous machine.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Rotor der Elektromaschine auf einer achsversetzt zu einer Eingangswelle der Bereichsgruppe verlaufenden Rotorwelle angeordnet ist, die mit der Eingangswelle der Bereichsgruppe über eine Übersetzungsstufe in Verbindung steht. Mit anderen Worten verläuft also eine den Rotor der Elektromaschine tragende Rotorwelle achsparallel zu der Eingangswelle der Bereichsgruppe und ist mit der Eingangswelle über eine zwischenliegende Übersetzungsstufe gekoppelt. Eine derartige Anordnung der Elektromaschine hat hierbei den Vorteil, dass eine Lage der zwischen Eingangswelle und Rotorwelle vorgesehenen Übersetzungsstufe dabei so gewählt werden kann, dass die Elektromaschine versetzt zu der Bereichsgruppe und damit ohne nennenswerte Vergrößerung der axialen Abmessung des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet werden kann. Zudem können die Rotorwelle und die Elektromaschine über die Übersetzungsstufe problemlos in außenradialen Bereichen der Bereichsgruppe platziert werden, an welchen noch Bauraum zur Unterbringung der Elektromaschine zur Verfügung steht. Dies ist hierbei ohne Beeinträchtigung einer Schaltaktuatorik der Bereichsgruppe möglich. Ferner kann über die Übersetzungsstufe hierbei ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangsweile der Bereichsgruppe und der Rotorwelle definiert werden, so dass die Elektromaschine bezogen auf ihr Wirkungsgradkennfeld, ihre Drehmomentkurve und ihre Leistungscharakteristik in einem geeigneten Arbeitsbereich betreibbar ist. So kann die Elektromaschine als radial kompakt bauende, schnell laufende Asynchronmaschine ausgeführt werden, auf deren Rotorwelle eine Drehbewegung der Eingangswelle der Bereichsgruppe ins Schnelle übersetzt wird. The invention now includes the technical teaching that the rotor of the electric machine is arranged on a rotor shaft which extends off-axis to an input shaft of the range group and which is connected to the input shaft of the range group via a transmission stage. In other words, a rotor shaft carrying the rotor of the electric machine runs axially parallel to the input shaft of the range group and is coupled to the input shaft via an intermediate gear stage. Such an arrangement of the electric machine has the advantage that a position of the provided between input shaft and rotor shaft gear ratio can be chosen so that the electric machine can be arranged offset to the range group and thus without significant increase in the axial dimension of the motor vehicle transmission. In addition, the rotor shaft and the electric machine via the translation stage can be easily placed in outer radial regions of the range group, where there is still space for accommodating the electric machine available. This is possible without affecting a Schaltaktuatorik the range group. In addition, a gear ratio between the input range of the range group and the rotor shaft can be defined via the gear ratio, so that the electric machine can be operated in a suitable operating range with respect to its efficiency map, its torque curve and its power characteristics. Thus, the electric machine can be designed as a radially compact built, high-speed asynchronous, on the rotor shaft, a rotational movement of the input shaft of the range group is translated into the fast.
Im Sinne der Erfindung steht die Eingangswelle der Bereichsgruppe dabei insbesondere mit einer Ausgangswelle der vorgeschalteten Hauptgruppe in Verbindung, wobei hierbei weitere Getriebegruppen dazwischen liegen können. Besonders bevorzugt ist die Eingangswelle der Bereichsgruppe aber drehfest mit der Ausgangswelle der Hauptgruppe verbunden, wobei diese drehfeste Verbindung hierbei entweder durch eine drehfeste Koppelung zweier koaxial zueinander verlaufenden Getriebewellen oder auch durch eine einstückige Ausführung der beiden Getriebewellen verwirklicht sein kann. Im letztgenannten Fall werden also Ausgangswelle der Hauptgruppe und die Eingangswelle der Bereichsgruppe durch eine einzige Getriebewelle gebildet. In the context of the invention, the input shaft of the range group is in particular connected to an output shaft of the upstream main group, in which case further transmission groups may be located therebetween. Particularly preferably, the input shaft of the range group is rotatably connected to the output shaft of the main group, said rotationally fixed connection can be realized either by a rotationally fixed coupling of two coaxial transmission shafts or by a one-piece design of the two transmission shafts. In the latter case, therefore, the output shaft of the main group and the input shaft of the range group are formed by a single transmission shaft.
Im Unterschied hierzu ist die Elektromaschine im Falle der DE 101 52 481 A1 der Bereichsgruppe axial nachgeschaltet, was eines entsprechenden axialen Bauraumes bedarf. Zudem ist der Rotor der Elektromaschine im Falle der DE 101 52 481 A1 drehfest mit dem Hohlrad der Planetenstufe der Bereichsgruppe gekoppelt, so dass bei Festsetzen des Hohlrades am umliegenden Getriebegehäuse zur Darstellung einer Bereichsübersetzung auch der Rotor der Elektromaschine stillgesetzt wird und dement- sprechend kein generatorischer oder motorischer Betrieb der Elektromaschine möglich ist. Zudem wird der Arbeitsbereich der Elektromaschine fest durch die über die Bereichsgruppe darstellbaren Bereichsübersetzungen definiert und kann nicht hiervon unabhängig gestaltet werden. In contrast, the electric machine in the case of DE 101 52 481 A1 of the range group is axially downstream, which requires a corresponding axial space. In addition, the rotor of the electric machine in the case of DE 101 52 481 A1 rotatably coupled to the ring gear of the planetary gear of the range group, so that when setting the ring gear on the surrounding gear housing to represent a range ratio and the rotor of the electric machine is stopped and accordingly speaking no generator or motor operation of the electric machine is possible. In addition, the working range of the electric machine is firmly defined by the range translations representable over the range group and can not be made independent thereof.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Übersetzungsstufe axial zwischen der Hauptgruppe und der Bereichsgruppe vorgesehen, wobei die Rotorwelle ausgehend von der Übersetzungsstufe an der Bereichsgruppe vorbeigeführt ist und auf einer der Übersetzungsstufe abgewandten axialen Seite der Bereichsgruppe den Rotor trägt. Das Vorsehen der Übersetzungsstufe zwischen der Hauptgruppe und der Bereichsgruppe hat hierbei den Vorteil, dass eine Einbindung der Elektromaschine im Anschluss an die Hauptgruppe und vor der Bereichsgruppe erfolgt. Hierdurch kann auch eine über die Elektromaschine eingeleitete Antriebsbewegung über die nachgeschaltete Bereichsgruppe in unterschiedliche Fahrbereiche übersetzt werden, so dass in der Folge unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten generierbar sind. Des Weiteren ermöglicht die Anbindung der Elektromaschine zwischen Hauptgruppe und Bereichsgruppe, im Zusammenspiel mit der Möglichkeit über die Hauptgruppe eine antriebsseiti- ge und/oder über die Bereichsgruppe eine abtriebsseitige Entkoppelung darzustellen, den Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes mit unterschiedlichen Hybridfunktionen, wie beispielsweise Rekuperieren und elektrisches Fahren, Stillstandsladen, eine Start-Stopp-Funktion und/oder eine Zugkraftunterstützung über die Elektromaschine. Durch das Vorbeiführen der Rotorwelle an der Bereichsgruppe muss die Elektromaschine hierbei aber nicht axial zwischen Hauptgruppe und Bereichsgruppe vorgesehen werden, sondern kann problemlos axial neben der Bereichsgruppe angeordnet werden. Insgesamt kann hierdurch der axiale Abstand zwischen der Hauptgruppe und der Bereichsgruppe weitestgehend beibehalten und gleichzeitig die Elektromaschine auf kompakte Art und Weise zwischen Hauptgruppe und Bereichsgruppe angebunden werden. According to one embodiment of the invention, the translation stage is provided axially between the main group and the range group, wherein the rotor shaft is guided past the range group from the translation stage and carries the rotor on an axial side of the range group facing away from the translation stage. The provision of the translation stage between the main group and the area group has the advantage that an integration of the electric machine takes place after the main group and before the area group. As a result, a drive movement introduced via the electric machine can also be translated into different driving ranges via the downstream range group, so that different driving speeds can be generated as a result. Furthermore, the connection of the electric machine between the main group and the range group, in conjunction with the option of representing via the main group a drive side and / or over the range group a decoupling on the output side, the operation of the motor vehicle transmission according to the invention with different hybrid functions, such as recuperation and electric driving , Standstill, a start-stop function and / or a traction support via the electric machine. By passing the rotor shaft on the range group, however, the electric machine does not have to be provided axially between the main group and the range group, but can be arranged axially without difficulty, in addition to the range group. Overall, this allows the axial distance between the main group and the range group largely maintained and at the same time the electric machine be connected in a compact manner between the main group and range group.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Rotorwelle mit einem Ende, an welchem der Rotor angeordnet ist, aus einem Getriebegehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes herausgeführt, wobei au ßen am Getriebegehäuse im Bereich der Herausführung der Rotorwelle aus dem Getriebegehäuse ein Gehäuse der Elektromaschine angeflanscht ist, welches einen den Rotor radial umgebenden Stator aufnimmt. Vorteilhafterweise ist hierdurch eine kompakte Anordnung der Elektromaschine möglich. Zudem kann die Elektromaschine hierbei auf einfache Art und Weise von einem Innenraum des Kraftfahrzeuggetriebes abgekapselt werden, wodurch bei einer trockenlaufenden Elektromaschine empfindliche Elektronikkomponenten weitestgehend von Öl des Kraftfahrzeuggetriebes getrennt sind. Des Weiteren ist die Elektromaschine hierdurch gut von au ßen zugänglich. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch denkbar, den Stator auf einer Innenseite des Getriebegehäuses zu befestigen. Hierbei ist dann unter Umständen durch das Getriebegehäuse ein entsprechend abgekapselter Raum auszubilden. In a further development of the invention, the rotor shaft is led out of a gear housing of the motor vehicle transmission with one end, on which the rotor is arranged, being mounted externally on the transmission housing in the region of the lead-out of the rotor shaft from the gear housing, a housing of the electric machine, which receives a radially surrounding the rotor stator. Advantageously, this makes a compact arrangement of the electric machine possible. In addition, the electric machine can in this case be encapsulated in a simple manner from an interior of the motor vehicle transmission, whereby sensitive electronic components are largely separated from oil of the motor vehicle transmission in a dry running electric machine. Furthermore, the electric machine is thus easily accessible from the outside. Alternatively, however, it is also conceivable within the scope of the invention to fix the stator on an inner side of the transmission housing. In this case, under certain circumstances, a correspondingly encapsulated space can be formed by the transmission housing.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Elektromaschine an einen Schmiermittelkreislauf des Kraftfahrzeuggetriebes angebunden. Hierdurch kann eine als nasslaufende Maschine ausgeführte Elektromaschine über den Ölhaus- halt des Kraftfahrzeuggetriebes geschmiert und gekühlt werden. According to a further embodiment of the invention, the electric machine is connected to a lubricant circuit of the motor vehicle transmission. As a result, an electric machine designed as a wet-running machine can be lubricated and cooled via the oil household of the motor vehicle transmission.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, dass die Bereichsgruppe als Planetenstufe ausgeführt ist, deren Sonnenrad mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist und mit zumindest einem Planetenrad kämmt, welches über einen mit einer Abtriebswelle gekoppelten Planetensteg geführt ist, wobei ein ebenfalls mit dem zumindest einen Planetenrad im Zahneingriff stehendes Hohlrad einerseits an einem Getriebegehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes festgesetzt und andererseits mit dem Planetensteg gekoppelt werden kann. Die Bereichsgruppe ist also als Planetengetriebe ausgeführt, wobei durch die unterschiedlichen Anbindungsmöglichkeiten des Hohlrades der Planetenstufe zwei unterschiedliche Bereichsübersetzungen dargestellt werden können. Im Sinne der Erfindung kann die Bereichsgruppe aber auch als anderweitig ausgestaltetes Stufengetriebe realisiert sein. A further embodiment of the invention shows that the range group is designed as a planetary stage, the sun gear is rotatably connected to the input shaft and meshes with at least one planetary, which is guided via a planetary gear coupled to an output shaft, wherein also with the at least one planet in the Tooth engagement stationary ring gear on the one hand fixed to a transmission housing of the motor vehicle transmission and on the other hand can be coupled to the planetary web. The range group is thus designed as a planetary gear, with two different range ratios can be represented by the different connection possibilities of the ring gear of the planetary stage. For the purposes of the invention, however, the range group can also be realized as a differently configured multistage transmission.
In Weiterbildung der vorgenannten Variante ist der Bereichsgruppe eine Schalteinrichtung zugeordnet, welche in einer ersten Schaltstellung das Hohlrad am Getriebegehäuse festsetzt, in einer zweiten Schaltstellung das Hohlrad drehfest mit dem Planetensteg koppelt, sowie in einer Neutralstellung eine freie Verdrehbarkeit des Hohlrades sowohl gegenüber dem Getriebegehäuse als auch gegenüber dem Planetensteg ermöglicht. Über die Schalteinrichtung der Bereichsgruppe kann also neben den beiden Schaltstellungen zur Definition je einer Bereichsübersetzung auch eine Neutralstellung dargestellt werden, so dass durch die fehlende Koppelung des Hohlrades Hybridfunktionen wie ein Stillstandsladen und ein elektrisches Antreiben der der Hauptgruppe vorgeschalteten Antriebsmaschine realisiert werden können. Bevorzugt ist die Schalteinrichtung der Bereichsgruppe dabei axial zwischen der Hauptgruppe und der Bereichsgruppe und hierbei bevorzugt zwischen der dort platzierten Übersetzungsstufe der Elektromaschine und der Bereichsgruppe vorgesehen. Diese axiale Anordnung der Schalteinrichtung hat dabei den Vorteil, dass eine Steuerung der Schalteinrichtung durch eine im Bereich der Hauptgruppe vorgesehene Schaltaktuatorik möglich ist, ohne dabei eine Durchführung durch drehende Bauteile der Bereichsgruppe vornehmen und ohne abtriebsseitig der Bereichsgruppe eine separate Schaltaktuatorik vorsehen zu müssen. In a further development of the aforementioned variant of the range group is associated with a switching device which sets the ring gear on the transmission housing in a first switching position, the ring gear rotatably coupled to the planetary bridge in a second switching position, and in a neutral position a free rotatability of the ring gear both relative to the transmission housing and opposite the planetary bridge allows. In addition to the two switching positions for defining a range ratio, a neutral position can thus also be represented via the switching device of the range group, so that hybrid functions such as a standstill charging and an electric drive of the prime mover upstream drive machine can be realized by the missing coupling of the ring gear. Preferably, the switching device of the range group is provided axially between the main group and the range group and in this case preferably between the translation stage of the electric machine and the range group placed there. This axial arrangement of the switching device has the advantage that a control of the switching device is possible by means provided in the main group Schaltaktuatorik without doing a implementation by rotating components of the range group and without the output side of the range group to provide a separate Schaltaktuatorik.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Bereichsgruppe ein hydrodynamischer Retarder nachgeschaltet. In der Folge kann somit eine Betriebsbremse des jeweiligen Kraftfahrzeuges zusätzlich entlastet werden. Hierbei ist ein Retarderbetrieb unabhängig von einem Betrieb der Elektromaschine möglich. Bevorzugt ist hierzu auf der Abtriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes eine Stirnradstufe vorgesehen, die die Abtriebswelle mit einer Eingangswelle des hydrodynamischen Re- tarders koppelt. According to a further embodiment of the invention, the range group is followed by a hydrodynamic retarder. As a result, a service brake of the respective motor vehicle can thus be additionally relieved. In this case, a retarder operation is possible independently of an operation of the electric machine. For this purpose, a spur gear stage is preferably provided for this purpose on the output shaft of the motor vehicle transmission, which couples the output shaft with an input shaft of the hydrodynamic retarder.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Mantel der Elektromaschine an einen Kühlmittelkreislauf anschließbar. Hierdurch kann der Mantel der Elektromaschine im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes problemlos an einen Kühlmittelhaushalt der dem Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschalteten Brennkraftmaschine angebunden werden, so dass eine ausreichende Kühlung der Elektromaschine möglich ist. In a further development of the invention, a jacket of the electric machine can be connected to a coolant circuit. In this way, the jacket of the electric machine in the installed state of the motor vehicle transmission can be easily connected to a coolant budget of the internal combustion engine upstream of the motor vehicle transmission, so that a sufficient cooling of the electric machine is possible.
Weiter bevorzugt ist über die Elektromaschine zudem ein Nebenabtrieb unmittelbar antreibbar, so dass über die Elektromaschine also ggf. zusätzlich vorgesehene Verbraucher des Kraftfahrzeuggetriebes direkt elektrisch betrieben werden können. Insbesondere ist die Rotorwelle zu diesem Zweck mit einem Flansch oder auch mit einer zusätzlichen Kupplung versehen. Es zeigt eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, dass die Hauptgruppe als Stufengetriebe ausgeführt ist, dessen Antriebswelle über eine Trennkupplung mit einer Antriebsseite gekoppelt werden kann und über mindestens eine von mehreren Übersetzungsstufen mit der Ausgangswelle in Verbindung bringbar ist. Besonders bevorzugt ist dabei bei diesem Stufengetriebe die Antriebswelle koaxial zu der Ausgangswelle vorgesehen, wobei achsversetzt zur Antriebswelle und der Ausgangswelle zumindest ein Vorgelege verläuft, welches zur Darstellung eines Kraftflusses zwischen Antriebswelle und Ausgangswelle einerseits mit der Antriebswelle und andererseits mit der Ausgangswelle über Gangstufen in Verbindung gebracht werden kann. Weiter bevorzugt kann die Antriebswelle hierbei auch zur Darstellung eines Direktganges unmittelbar drehfest mit der Ausgangswelle verbunden werden. Ferner ist in dem Stufengetriebe insbesondere auch ein Neutralgang darstellbar, so dass ein elektrisches Fahren über die Elektromaschine auch bei geschlossener Trennkupplung des Stufengetriebes möglich ist oder auch ein an dem zumindest einen Vorgelege anbindbarer Nebenabtrieb mit der Elektromaschine ohne weiteren Durchtrieb zur Antriebsmaschine gekoppelt werden kann. Further preferably, a power take-off is directly driven via the electric machine, so that optionally additionally provided consumers of the motor vehicle transmission can be operated directly electrically via the electric machine. In particular, the rotor shaft is provided for this purpose with a flange or with an additional coupling. It shows a further advantageous embodiment of the invention, that the main group is designed as a stepped transmission, the drive shaft can be coupled via a separating clutch with a drive side and can be brought via at least one of several translation stages with the output shaft in connection. Particularly preferably, in this stepped transmission, the drive shaft is provided coaxially to the output shaft, with off-axis to the drive shaft and the output shaft extends at least one countershaft, which brought to represent a power flow between the drive shaft and output shaft on the one hand to the drive shaft and on the other hand with the output shaft via gear ratios can be. More preferably, the drive shaft can also be connected directly to the output shaft in a rotationally fixed manner for representing a direct gear. Further, in the stepped transmission in particular, a neutral gear can be displayed, so that an electric driving over the electric machine is also possible with closed clutch of the stepped transmission or even on the at least one countershift attachable power take-off can be coupled to the electric machine without further drive through to the drive machine.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus der Figur hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnung durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken. The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the dependent claims. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of an embodiment of the invention or directly from the figure. The reference of the claims to the drawing by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher dargestellt, welche Bezug auf die in der Figur dargestellte Zeichnung nimmt. Further, measures improving the invention are described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention, which refers to the drawing shown in the figure.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei dieses Kraftfahrzeuggetriebe dabei insbesondere für ein Nutzfahrzeug ge- eignet ist. Vorliegend setzt sich das Kraftfahrzeuggetriebe hierbei aus einer Hauptgruppe 1 , einer Bereichsgruppe 2, einer Elektromaschine 3 und einem hydrodynamischen Retarder 4 zusammen. The single FIGURE shows a schematic view of a motor vehicle transmission according to the invention in accordance with a preferred embodiment of the invention, this motor vehicle transmission in particular being used for a commercial vehicle. is suitable. In the present case, the motor vehicle transmission is composed of a main group 1, a range group 2, an electric machine 3 and a hydrodynamic retarder 4.
Die Hauptgruppe 1 ist hierbei durch ein Stufengetriebe gebildet, dessen Antriebswelle AnW über eine Trennkupplung K mit einer Antriebsseite AN des Kraftfahrzeuggetriebes und hierüber im Verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges gekoppelt werden kann. Koaxial zu der Antriebswelle AnW ist des Weiteren eine Ausgangswelle AW der Hauptgruppe 1 vorgesehen, die zugleich auch die Eingangswelle EW der nachgeschalteten Bereichsgruppe 2 ausbildet und mit der Antriebswelle AnW über Gangstufen A bis E in Verbindung gebracht werden kann. The main group 1 is in this case formed by a stepped transmission whose drive shaft AnW can be coupled via a separating clutch K to a drive side AN of the motor vehicle transmission and in the installed state of the motor vehicle transmission with an engine of the motor vehicle. Coaxially with the drive shaft AnW, an output shaft AW of the main group 1 is also provided, which at the same time also forms the input shaft EW of the downstream range group 2 and can be connected to the drive shaft AnW via gear stages A to E.
Achsversetzt zu der Antriebswelle AnW und der Ausgangswelle AW sind zudem zwei Vorgelege 5 und 6 der Hauptgruppe 1 angeordnet, deren Vorgelegewellen VW1 und VW2 über die Gangstufen A bis E jeweils gleichzeitig mit der Antriebswelle AnW bzw. der Ausgangswelle AW gekoppelt werden können. Hierbei sind die Gangstufen A bis E jeweils als Zweivorgelegewellenradsätze ausgebildet, bei welchen jeweils ein auf der Antriebswelle AnW bzw. auf der Ausgangswelle AW drehbar gelagertes Stirnrad mit je einem seitens der Vorgelegewelle VW1 und je einem auf Seiten der Vorgelegewelle VW2 drehfest vorgesehenen Stirnrad im Zahneingriff steht. Wird also das drehbar gelagerte Stirnrad an der Antriebswelle AnW bzw. an der Ausgangswelle AW festgesetzt, so wird eine Drehbewegung der Antriebswelle AnW auf die beiden Vorgelege 5 und 6 übersetzt bzw. Drehbewegungen der Vorgelegewellen VW1 und VW2 in eine entsprechende Drehzahl der Ausgangswelle AW umgesetzt. Bei Führen des Kraftflusses über die beiden Vorgelege 5 und 6 erfolgt also zunächst ausgehend von der Antriebswelle AnW eine Leistungsverzweigung auf die beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2, wobei die Antriebsleistung im Anschluss daran wieder auf die Ausgangswelle AW zusammengeführt wird. Axially offset to the drive shaft AnW and the output shaft AW are also two countershaft 5 and 6 of the main group 1 is arranged, the countershaft VW1 and VW2 via the gears A to E can be coupled simultaneously with the drive shaft AnW and the output shaft AW. Here, the gear ratios A to E are each designed as Zweivorgelegewellenradsätze, in which each one rotatably mounted on the drive shaft AnW or on the output shaft AW spur gear is in meshing with one side of the countershaft VW1 and one each on the side of the countershaft VW2 rotatably provided spur gear , Thus, if the rotatably mounted spur gear is fixed to the drive shaft AnW or to the output shaft AW, then a rotational movement of the drive shaft AnW is translated to the two countershafts 5 and 6 or rotational movements of the countershafts VW1 and VW2 are converted into a corresponding rotational speed of the output shaft AW. When guiding the power flow over the two countershaft 5 and 6, therefore, initially starting from the drive shaft AnW a power split to the two countershafts VW1 and VW2, wherein the drive power is subsequently brought together again on the output shaft AW.
Wie aus der einzigen Figur zu erkennen ist, kann die Antriebswelle AnW einerseits mit dem zwischenliegenden Stirnrad der Gangstufe A und andererseits mit dem zwischenliegenden Stirnrad der Gangstufe B mittels zugehöriger Schaltelemente dreh- fest verbunden werden, die hierbei in einer Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst sind. Diese Schalteinrichtung SE1 ist hierbei als Sperrsynchronisation ausgestaltet, über welche das jeweils drehbar gelagerte Stirnrad der jeweiligen Gangstufe A bzw. B nach Abbau von Drehzahldifferenzen mit der Antriebswelle AnW verbunden wird. Die Gangstufen A und B fungieren hierbei als Vorübersetzungsstufen, mittels welchen jeweils die Drehbewegung der Antriebswelle AnW mit einem je zugeordneten Übersetzungsverhältnis auf die Vorgelegewellen VW1 und VW2 geführt werden kann, von wo aus dann eine weitere Übersetzung auf die Ausgangswelle AW mittels der nachfolgenden Gangstufen C bis E vorgenommen wird. Das drehbar gelagerte Stirnrad der Gangstufe B kann aber zudem noch drehfest mit der Ausgangswelle AW verbunden werden, so dass einerseits bei gleichzeitig drehfester Anbindung an die Antriebswelle AnW ein starrer Durchtrieb von der Antriebswelle AnW auf die Ausgangswelle AW dargestellt werden kann und andererseits über die Gangstufe B ebenfalls eine Übersetzung von Drehbewegungen der Vorgelegewellen VW1 und VW2 auf die Ausgangswelle AW möglich ist. As can be seen from the single FIGURE, the drive shaft AnW can rotate on the one hand with the intermediate spur gear of the gear stage A and on the other hand with the intermediate spur gear of the gear stage B by means of associated switching elements. be firmly connected, which are summarized here in a switching device SE1. This switching device SE1 is in this case configured as a blocking synchronization, via which the respectively rotatably mounted spur gear of the respective gear stage A and B is connected after reduction of speed differences with the drive shaft AnW. The gear stages A and B act here as pre-translation stages, by means of which in each case the rotational movement of the drive shaft AnW can be performed with a respective assigned gear ratio to the countershafts VW1 and VW2, from where then a further translation to the output shaft AW by means of the subsequent gear stages C to E is made. The rotatably mounted spur gear of the gear B but can also be rotatably connected to the output shaft AW, so that on the one hand while rotating connection to the drive shaft AnW a rigid drive from the drive shaft AnW can be represented on the output shaft AW and on the other hand on the gear B also a translation of rotational movements of the countershafts VW1 and VW2 on the output shaft AW is possible.
Vorliegend ist die abtriebswellenseitige Anbindung des Losrades der Gangstufe B hierbei über ein Schaltelement möglich, welches mit einem weiteren Schaltelement in einer Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst ist, bei dessen Betätigung das Losrad der benachbart liegenden Gangstufe C an der Ausgangswelle AW festgesetzt wird. Bei diesem Festsetzen des Losrades der Gangstufe C wird dementsprechend eine Drehbewegung der Ausgangswelle AW unter einem durch die Gangstufe C definierten Übersetzungsverhältnis mit Drehbewegungen der Vorgelegewellen VW1 und VW2 gekoppelt. Dabei ist die Schalteinrichtung SE2 als formschlüssige Schalteinrichtung in Form einer Klauenkupplung ausgeführt, über deren - vorliegend nur stark schematisch angedeutete - Schaltklaue entweder eine formschlüssige Koppelung des Losrades der Gangstufe B oder des Losrades der Gangstufe C mit der Ausgangswelle AW vollzogen werden kann. Auch die beiden Losräder der benachbart liegenden Gangstufen D und E können jeweils an der Ausgangswelle AW über formschlüssige Schaltelemente festgesetzt werden, wobei diese Schaltelemente in einer Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst sind, die ebenfalls als Klauenkupplung realisiert ist. Die Gangstufe E ist hierbei als Radsatz eines Rückwärtsganges der Hauptgruppe 1 ausgeführt, bei welcher im Ver- gleich zu den Gangstufen B bis D eine entgegengesetzte Drehrichtung der Ausgangswelle AW bei Einbindung in den Kraftfluss hervorgerufen wird. In the present case, the output shaft-side connection of the idler gear of the gear B is possible via a switching element, which is summarized with a further switching element in a switching device SE2, upon which actuation the idler gear of the adjacent gear C is set to the output shaft AW. In this setting of the idler gear of the gear C, a rotational movement of the output shaft AW is accordingly coupled under a gear ratio defined by the gear ratio C with rotational movements of the countershafts VW1 and VW2. In this case, the switching device SE2 is designed as a form-locking switching device in the form of a dog clutch, via which - only strongly schematically indicated - shift claw either a positive coupling of the idler gear of the gear B or the idler gear of the gear C with the output shaft AW can be completed. The two idler gears of adjacent gear stages D and E can also be fixed to the output shaft AW via positive shift elements, these shift elements being combined in a shift device SE3, which is also realized as a dog clutch. The gear stage E is in this case designed as a wheelset of a reverse gear of the main group 1, in which equal to the gear ratios B to D, an opposite direction of rotation of the output shaft AW when involved in the power flow is caused.
Die der Hauptgruppe 1 nachgeschaltete Bereichsgruppe 2 ist vorliegend als Planetenstufe 7 realisiert, welche sich aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg ST und einem Sonnenrad SO zusammensetzt. Dabei ist das Sonnenrad SO drehfest auf der Eingangswelle EW der Bereichsgruppe 2 und damit auch auf der Ausgangswelle AW der Hauptgruppe 1 angeordnet und kämmt mit Planetenrädern PL1 und PL2, welche hierbei jeweils durch den Planetensteg ST geführt werden und ferner jeweils mit dem radial außenliegenden Hohlrad HO im Zahneingriff stehen. Der Planetensteg ST ist vorliegend zudem drehfest mit einer Abtriebswelle AbW verbunden, die hierbei zugleich die Abtriebswelle des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes darstellt und im verbauten Zustand des Getriebes mit weiteren Komponenten eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges in Verbindung steht. Zur Darstellung zweier unterschiedlicher Bereichsübersetzungen kann das Hohlrad HO einerseits an einem Getriebegehäuse 8 des Kraftfahrzeuggetriebes festgesetzt und andererseits drehfest mit dem Planetensteg ST gekoppelt werden. Diese beiden Koppelungsmöglichkeiten können hierbei über eine Schalteinrichtung SE4 dargestellt werden, welche vorliegend als Sperrsynchronisation ausgestaltet ist und neben den beiden Schaltstellungen zudem eine Neutralstellung ermöglicht, in welcher das Hohlrad HO frei gegenüber dem Getriebegehäuse 8 und dem Planetensteg ST verdrehbar ist. The main group 1 downstream range group 2 is realized in the present case as a planetary stage 7, which is composed of a ring gear HO, a planetary gear ST and a sun gear SO. In this case, the sun gear SO is rotationally fixed on the input shaft EW of the range group 2 and thus arranged on the output shaft AW of the main group 1 and meshes with planetary gears PL1 and PL2, which in this case are each guided by the planetary ST and also each with the radially outer ring gear HO in mesh. In the present case, the planetary bridge ST is also non-rotatably connected to an output shaft AbW, which at the same time represents the output shaft of the motor vehicle transmission according to the invention and in the installed state of the transmission is in communication with other components of a drive train of the motor vehicle. To illustrate two different range ratios, the ring gear HO can be fixed on the one hand to a transmission housing 8 of the motor vehicle transmission and on the other hand rotatably coupled to the planetary web ST. These two coupling possibilities can in this case be represented by a switching device SE4, which in the present case is configured as a blocking synchronization and in addition to the two switching positions also allows a neutral position in which the ring gear HO is freely rotatable relative to the gear housing 8 and the planetary web ST.
Zur Hybridisierung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ist zudem die Elektromaschine 3 vorgesehen, wobei diese als Besonderheit und zur Darstellung eines in axialer Richtung möglichst kompakten Aufbaus des Kraftfahrzeuggetriebes achsversetzt zu der Eingangswelle EW angeordnet ist. Hierbei ist ein Rotor 9 der Elektromaschine 3 dadurch mit der Eingangswelle EW und damit dem Sonnenrad SO der Bereichsgruppe 2 gekoppelt, indem der Rotor 9 auf einer Rotorwelle RW vorgesehen ist, die mit der Eingangswelle EW über eine Übersetzungsstufe 10 in Verbindung steht. Diese Übersetzungsstufe 10 ist vorliegend als Hochtreiberstufe ausgeführt, deren drehfest auf der Rotorwelle RW vorgesehenes Stirnrad Z1 im Durchmesser und von der Zähnezahl her kleiner ausgeführt ist als das drehfest auf der Eingangswelle EW platzierte Zahnrad Z2. Infolgedessen wird eine Drehbewegung der Rotorwelle RW in eine entsprechend geringere Drehzahl der Eingangswelle EW übersetzt bzw. umgekehrt eine Drehbewegung der Eingangswelle EW auf die Rotorwelle RW ins Schnelle umgesetzt. Vorliegend ist die Übersetzungsstufe 10 dabei gemeinsam mit der Schalteinrichtung SE4 axial zwischen der Hauptgruppel und der Bereichsgruppe 2 vorgesehen. For hybridization of the motor vehicle transmission according to the invention also the electric machine 3 is provided, which is arranged as a special feature and to represent a compact as possible in the axial direction construction of the motor vehicle transmission offset in relation to the input shaft EW. Here, a rotor 9 of the electric machine 3 is thereby coupled to the input shaft EW and thus the sun gear SO of the range group 2 by the rotor 9 is provided on a rotor shaft RW, which is in communication with the input shaft EW via a translation stage 10. This translation stage 10 is presently designed as a high-drive stage whose rotatably provided on the rotor shaft RW spur gear Z1 is made smaller in diameter and the number of teeth ago than the rotationally fixed on the input shaft EW placed gear Z2. As a result, a rotational movement of the rotor shaft RW in a translates correspondingly lower speed of the input shaft EW and vice versa, a rotational movement of the input shaft EW on the rotor shaft RW converted into fast. In the present case, the translation stage 10 is provided together with the switching device SE4 axially between the main group and the area group 2.
Wie des Weiteren aus der einzigen Figur zu erkennen ist, ist die Rotorwelle RW zur Anbindung an den Rotor 9 der Elektromaschine 3 aus dem Getriebegehäuse 8 herausgeführt, wobei die Rotorwelle RW hierbei ausgehend von der Übersetzungsstufe 10 an der Planetenstufe 7 der Bereichsgruppe 2 vorbei verläuft, um auf einer der Übersetzungsstufen 10 abgewandt liegenden axialen Seite der Bereichsgruppe 2 den Rotor 9 aufzunehmen. Radial umliegend zum Rotor 9 ist hierbei ein Stator 1 1 der Elektromaschine 3 vorgesehen, welcher gemeinsam mit dem Rotor 9 in einem Gehäuse 12 der Elektromaschine 3 aufgenommen ist. Folglich ist also die Elektromaschine 3 auf einer Außenseite des Getriebegehäuses 8 vorgesehen, wobei das Gehäuse 12 der Elektromaschine 3 dabei an dem Getriebegehäuse 8 angeflanscht ist. Zudem ist die Rotorwelle RW noch an einem dem Stirnrad Z1 abgewandt liegenden Ende mit einem Steckan- schluss 13 versehen, an welchem ein Nebenabtrieb des Kraftfahrzeuggetriebes angekoppelt werden kann. Alternativ dazu kann im Rahmen der Erfindung jedoch auch eine entsprechende Anschlussstelle an der Vorgelegewelle VW2 des Vorgeleges 6 ausgestaltet sein. As can furthermore be seen from the single FIGURE, the rotor shaft RW is brought out of the gear housing 8 for connection to the rotor 9 of the electric machine 3, wherein the rotor shaft RW runs past the gear stage 10 on the planetary stage 7 of the range group 2, to take on one of the translation stages 10 facing away axial side of the range group 2, the rotor 9. Radially surrounding the rotor 9 in this case a stator 1 1 of the electric machine 3 is provided, which is accommodated together with the rotor 9 in a housing 12 of the electric machine 3. Consequently, therefore, the electric machine 3 is provided on an outer side of the transmission housing 8, wherein the housing 12 of the electric machine 3 is flanged to the transmission housing 8. In addition, the rotor shaft RW is still on a side facing away from the spur gear Z1 end provided with a plug connection 13, to which a power take-off of the motor vehicle transmission can be coupled. Alternatively, however, in the context of the invention, a corresponding connection point on the countershaft VW2 of the countershaft 6 may be configured.
Über die Anbindung der Elektromaschine 3 an die Eingangswelle EW und somit auch an die Ausgangswelle AW mit Hilfe der Übersetzungsstufe 10 können unterschiedliche Hybridfunktionen des Kraftfahrzeuggetriebes in Form von Rekuperieren, elektrischem Fahren, Stillstandsladen, sowie Boosten oder elektrischem Antreiben der Antriebsmaschine dargestellt werden, auf welche im Folgenden kurz eingegangen werden soll: About the connection of the electric machine 3 to the input shaft EW and thus to the output shaft AW by means of the translation stage 10 different hybrid functions of the motor vehicle transmission in the form of recuperation, electric driving, shutdown, and boost or electrically driving the prime mover can be represented on which in To be briefly mentioned below:
Zum Rekuperieren, also der Darstellung eines generatorischen Betriebs der Elektromaschine 3, wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle AbW über die Bereichsgruppe 2 je nach gewählter Bereichsübersetzung entsprechend auf die Eingangswelle EW und damit über die Übersetzungsstufe 10 auch auf die Rotorwelle RW übersetzt, wodurch über den innerhalb des Stators 1 1 rotierenden Rotor 9 elektrische Energie erzeugt wird. For recuperation, ie the representation of a generator operation of the electric machine 3, a rotational movement of the output shaft AbW via the range group 2, depending on the selected range ratio corresponding to the input shaft EW and thus via the translation stage 10 also translated to the rotor shaft RW, whereby electrical energy is generated via the rotor 1 rotating within the stator 1 1.
In umgekehrter Richtung kann über die Elektromaschine 3 auch entsprechend ein elektrisches Fahren, also ein elektromotorischer Betrieb der Elektromaschine 3, vollzogen werden, bei welchem der Rotor 9 und damit auch die Rotorwelle RW in Drehbewegung versetzt werden und diese Drehbewegung über die Übersetzungsstufe 10 in eine entsprechende Drehzahl der Eingangswelle EW, sowie mittels der Bereichsgruppe 2 in eine entsprechende Drehbewegung der Abtriebswelle AbW übersetzt wird. Bevorzugt wird in der Hauptgruppe 1 dabei eine Neutralstellung eingelegt, in welchem keines der Schaltelemente der Schalteinrichtungen SE1 , SE2 und SE3 betätigt ist. Hierbei kann die Trennkupplung K in einem betätigten Zustand verbleiben, ohne dass die auf die Eingangswelle EW und damit auch auf die Ausgangswelle AW übersetzte Drehbewegung zur Antriebsmaschine geleitet wird. Bevorzugt wird beim elektrischen Fahren in der Bereichsgruppe ein niedriger Bereichsgang durch drehfestes Koppeln des Hohlrades HO mit dem Getriebegehäuse 8 gewählt. In the reverse direction, an electric driving, so an electric motor operation of the electric machine 3, completed in which the rotor 9 and thus the rotor shaft RW are set in rotational movement and this rotational movement on the translation stage 10 in a corresponding via the electric machine 3 Speed of the input shaft EW, and by means of the range group 2 in a corresponding rotational movement of the output shaft AbW is translated. Preferably, a neutral position is inserted in the main group 1, in which none of the switching elements of the switching devices SE1, SE2 and SE3 is actuated. Here, the separating clutch K can remain in an actuated state, without that on the input shaft EW and thus also on the output shaft AW translated rotational movement is passed to the drive machine. Preferably, a low range gear is selected by rotationally fixed coupling of the ring gear HO with the gear housing 8 when driving electrically in the range group.
Ein Stillstandsladen, also ein Laden eines mit der Elektromaschine 3 gekoppelten - vorliegend nicht weiter dargestellten - Speichers, wird bei stehendem Fahrzeug vollzogen, indem die Schalteinrichtung SE4 der Bereichsgruppe 2 in Neutralstellung gebracht wird und in der Folge aufgrund des damit frei verdrehbaren Hohlrades HO keine Übersetzung auf die Abtriebswelle AbW stattfindet. Eine Drehzahl der Antriebsmaschine wird über die Hauptgruppe 1 auf die Eingangswelle EW mit einer entsprechend gewählten Übersetzung übertragen und damit mittels der Übersetzungsstufe 10 auch auf die Rotorwelle RW übersetzt, wobei dies über die im generatorischen Betrieb agierende Elektromaschine 3 entsprechend in elektrische Energie umgesetzt wird. Besonders bevorzugt wird hierbei in der Hauptgruppe 1 ein einen Overdrive darstellender Gang gewählt, um eine möglichst große Drehzahl der Eingangswelle EW darzustellen. A standstill, so loading a coupled with the electric machine 3 - not shown here - memory is completed when the vehicle by the switching device SE4 of the range group 2 is brought into neutral position and in consequence because of the freely rotatable ring gear HO no translation takes place on the output shaft AbW. A speed of the prime mover is transmitted via the main group 1 to the input shaft EW with a correspondingly selected gear ratio and thus translated by means of the translation stage 10 on the rotor shaft RW, this being converted into electrical energy via the acting in generator mode electric machine 3 accordingly. Particularly preferably, an overdrive-representing gear is selected in the main group 1 in order to represent the highest possible rotational speed of the input shaft EW.
Analog dazu wird auch ein Start-Stopp-Betrieb realisiert, bei welchem die an der Antriebsseite AN angebundene Antriebsmaschine über die Elektromaschine 3 angeschleppt wird. Auch hierbei ist in der Bereichsgruppe 2 die Neutralstellung der Schalteinrichtung SE4 gewählt. Schließlich kann eine über die Antriebsmaschine dargestellte und mittels der Hauptgruppe 1 auf die Eingangswelle EW übersetzte Drehbewegung auch noch durch die Elektromaschine 3 verstärkt werden, indem diese unterstützend über die Übersetzungsstufe 10 auf die Eingangswelle EW einwirkt. Dieses Boosten kann hierbei auch zur Unterstützung eines Schaltwechsels in der Bereichsgruppe 2 genutzt werden, indem über die Elektromaschine 3 eine schnellere Drehzahlangleichung der zu koppelnden Elemente Hohlwelle HO und Planetensteg ST oder Hohlwelle HO und Getriebegehäuse 8 durch entsprechendes Beschleunigen oder Abbremsen unterstützt wird. Similarly, a start-stop operation is realized in which the connected to the drive side AN prime mover is towed over the electric machine 3. Again, the neutral position of the switching device SE4 is selected in the area group 2. Finally, a rotational movement, which is represented by the drive unit and translated by means of the main group 1 onto the input shaft EW, can also be amplified by the electric machine 3 by acting in a supportive manner via the transmission stage 10 on the input shaft EW. This boosting can also be used to support a switching change in the range group 2 by the electric machine 3 faster speed matching of the elements to be coupled hollow shaft HO and planetary ST or hollow shaft HO and gear housing 8 is supported by appropriate acceleration or deceleration.
Bevorzugt ist die Elektromaschine 3 hierbei als radial kompakt bauende, schnell laufende Asynchronmaschine ausgeführt, die hierbei nur in zwei Quadranten zur Darstellung der vorgenannten Hybridfunktionen betrieben wird, was eine Steuerung der Elektromaschine 3 und den Aufbau eines zugeordneten Wechselrichters vereinfacht. Ein Schmieren und Kühlen bewegter Teile der Elektromaschine 3 wird dabei vollständig über den Ölhaushalt des Getriebes dargestellt, indem das Gehäuse 12 der Elektromaschine 3 über entsprechende Versorgungskanäle verfügt, die getriebeseitig an entsprechende Versorgungsleitungen angebunden sind. Zusätzlich wird ein Mantel des Gehäuses 12 noch im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Kühlmittelsystem der Brennkraftmaschine verbunden, um die Elektromaschine 3 zu kühlen. Preferably, the electric machine 3 is designed here as a radially compact-built, high-speed asynchronous machine, which is operated only in two quadrants to display the aforementioned hybrid functions, which simplifies control of the electric machine 3 and the construction of an associated inverter. Lubrication and cooling of moving parts of the electric machine 3 is represented completely via the oil budget of the transmission by the housing 12 of the electric machine 3 has corresponding supply channels, which are connected to the corresponding supply lines on the transmission side. In addition, a jacket of the housing 12 is still connected in the installed state of the motor vehicle transmission with a coolant system of the internal combustion engine to cool the electric machine 3.
Schließlich ist der Bereichsgruppe 2 noch der hydrodynamische Retarder 4 nachgeschaltet, indem auf der Abtriebswelle AbW ein Stirnrad Z3 einer Stirnradstufe 14 platziert ist, das mit einem Stirnrad Z4 permanent im Zahneingriff steht. Das Stirnrad Z4 wiederum ist drehfest auf einer Turbinenwelle 15 des hydrodynamischen Retarders 4 vorgesehen, so dass eine Drehzahl der Abtriebswelle AbW in eine entsprechende Rotation der Turbinenwelle 15 umgesetzt wird. Der hydrodynamische Retarder 4 ist hierbei auf dem Fachmann bekannte Art und Weise ausgestaltet, so dass bei Befüllen des Retarders 4 ein entsprechendes Bremsmoment an der Abtriebswelle AbW dargestellt werden kann. Aufgrund der auf entgegengesetzten Seiten der Bereichsgruppe 2 vorgenommenen Einbindung der Elektromaschine 3 und des Retarders 4 beeinflussen sich diese beiden Komponenten nicht, so dass ein Retarderbetrieb unabhängig von einem Betrieb der Elektromaschine 3 möglich ist. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines hybridisierten Kraftfahrzeuggetriebes ist somit aufgrund der Einbindung einer Elektromaschine 3 ein in axialer Richtung kompakter Aufbau des Kraftfahrzeuggetriebes möglich, wobei gleichzeitig sämtliche Hybridfunktionen im Bereich des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt werden können. Aufgrund der Tatsache, dass ein Rotor 9 der Elektromaschine 3 mit der Eingangswelle EW der Bereichsgruppe 2 in Verbindung steht, können die Hybridfunktionen hierbei auch bei drehfester Koppelung eines Hohlrades HO der Bereichsgruppe 2 realisiert werden. Finally, the range group 2 is still the hydrodynamic retarder 4 downstream by a spur gear Z3 a spur gear 14 is placed on the output shaft AbW, which is permanently in meshing engagement with a spur gear Z4. The spur gear Z4 in turn is rotatably provided on a turbine shaft 15 of the hydrodynamic retarder 4, so that a rotational speed of the output shaft AbW is converted into a corresponding rotation of the turbine shaft 15. The hydrodynamic retarder 4 is in this case designed in a manner known to those skilled in the art, so that when filling the retarder 4 a corresponding braking torque can be represented on the output shaft AbW. Due to the integration of the electric machine 3 and the retarder 4 made on opposite sides of the area group 2, these two components do not influence each other, so that a retarder operation is possible independently of an operation of the electric machine 3. By means of the embodiment according to the invention of a hybrid motor vehicle transmission, an axially compact design of the motor vehicle transmission is thus possible due to the integration of an electric machine 3, wherein at the same time all hybrid functions in the area of the motor vehicle transmission can be represented. Due to the fact that a rotor 9 of the electric machine 3 is in communication with the input shaft EW of the range group 2, the hybrid functions can also be realized in the case of non-rotatable coupling of a ring gear HO of the range group 2.
Bezugszeichen Hauptgruppe Reference group main group
Bereichsgruppe  area group
Elektromaschine  electric machine
Retarder  retarder
Vorgelege  countershaft
Vorgelege  countershaft
Planetenstufe  planetary stage
Getriebegehäuse  gearbox
9 Rotor  9 rotor
10 Übersetzungsstufe  10 translation level
1 1 Stator  1 1 stator
12 Gehäuse  12 housing
13 Steckanschluss  13 plug connection
14 Stirnradstufe  14 spur gear stage
1 5 Turbinenwelle  1 5 turbine shaft
AN Antriebsseite ON drive side
AnW Antriebswelle  AnW drive shaft
EW Eingangswelle  EW input shaft
AW Ausgangswelle  AW output shaft
VW1 Vorgelegewelle  VW1 countershaft
VW2 Vorgelegewelle  VW2 countershaft
AbW Abtriebswelle  AbW output shaft
RW Rotorwelle  RW rotor shaft
Z1 Zahnrad Z1 gear
Z2 Zahnrad  Z2 gear
Z3 Zahnrad  Z3 gear
Z4 Zahnrad SE1 SchalteinrichtungZ4 gear SE1 switching device
SE2 SchalteinrichtungSE2 switching device
SE3 SchalteinrichtungSE3 switching device
SE4 Schalteinrichtung SE4 switching device
A - E Übersetzungsstufen A - E translation levels
HO Hohlrad HO ring gear
ST Planetensteg ST planetary bridge
SO Sonnenrad Sun sun wheel
PL1 Planetenrad PL1 planetary gear
PL2 Planetenrad PL2 planetary gear
K Trennkupplung K disconnect clutch

Claims

Patentansprüche claims
1 . Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe, welches in Gruppenbauweise ausgeführt ist und eine Hauptgruppe (1 ), eine der Hauptgruppe (1 ) nachgeschaltete Bereichsgruppe (2) sowie eine Elektromaschine (3) umfasst, wobei von Getriebekomponenten der Bereichsgruppe (2) eine Getriebekomponente mit einem Rotor (9) der Elektromaschine (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (9) auf einer achsversetzt zu einer Eingangswelle (EW) der Bereichsgruppe (2) verlaufenden Rotorwelle (RW) angeordnet ist, die mit der Eingangswelle (EW) der Bereichsgruppe (2) über eine Übersetzungsstufe (10) in Verbindung steht. 1 . Hybridized motor vehicle transmission, which is designed in a group construction and comprises a main group (1), a main group (1) downstream range group (2) and an electric machine (3), of transmission components of the range group (2) a transmission component with a rotor (9) is coupled to the electric machine (3), characterized in that the rotor (9) is arranged on an off-axis to an input shaft (EW) of the range group (2) extending rotor shaft (RW) with the input shaft (EW) of the range group (2 ) is in communication via a translation stage (10).
2. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe (10) axial zwischen der Hauptgruppe (1 ) und der Bereichsgruppe (2) vorgesehen ist, wobei die Rotorwelle (RW) ausgehend von der Übersetzungsstufe (10) in axialer Richtung an der Bereichsgruppe (2) vorbeigeführt ist und auf einer der Übersetzungsstufe (10) abgewandten axialen Seite der Bereichsgruppe (2) den Rotor (9) trägt. 2. hybrid motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the translation stage (10) axially between the main group (1) and the range group (2) is provided, wherein the rotor shaft (RW) starting from the translation stage (10) in the axial direction the range group (2) is passed and on one of the translation stage (10) facing away from the axial side of the range group (2) carries the rotor (9).
3. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (RW) mit einem Ende, an welchem der Rotor (9) angeordnet ist, aus einem Getriebegehäuse (8) herausgeführt ist, wobei au ßen am Getriebegehäuse (8) im Bereich der Herausführung der Rotorwelle (RW) aus dem Getriebegehäuse (8) ein Gehäuse (12) der Elektromaschine (3) angeflanscht ist, welches einen den Rotor (9) radial umgebenden Stator (1 1 ) aufnimmt. 3. Hybridized motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the rotor shaft (RW) with one end, on which the rotor (9) is arranged out of a transmission housing (8), wherein au Shen on the transmission housing (8) in the area the lead-out of the rotor shaft (RW) from the gear housing (8) a housing (12) of the electric machine (3) is flanged, which receives a radially surrounding the rotor (9) stator (1 1).
4. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (3) an einen Schmiermittelkreislauf angebunden ist. 4. Hybridized motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the electric machine (3) is connected to a lubricant circuit.
5. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bereichsgruppe (2) eine Planetenstufe (7) aufweist, deren Sonnenrad (SO) mit der Eingangswelle (EW) drehfest verbunden ist und mit zumindest einem Planetenrad (PL1 , PL2) kämmt, welches über einen mit einer Abtriebswelle (AbW) ge- koppelten Planetensteg (ST) geführt ist, wobei ein ebenfalls mit dem zumindest einen Planetenrad (PL1 , PL2) im Zahneingriff stehendes Hohlrad (HO) einerseits an einem Getriebegehäuse (8) festsetzbar und andererseits mit dem Planetensteg (ST) koppelbar ist. 5. hybrid motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the range group (2) has a planetary stage (7) whose sun gear (SO) is rotatably connected to the input shaft (EW) and with at least one planet gear (PL1, PL2) meshes, which is connected to an output shaft (AbW) coupled planetary web (ST) is guided, wherein a likewise with the at least one planet gear (PL1, PL2) in meshing ring gear (HO) on the one hand to a transmission housing (8) can be fixed and on the other hand with the planetary web (ST) can be coupled.
6. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereichsgruppe (2) eine Schalteinrichtung (SE4) zugeordnet ist, welche in einer ersten Schaltstellung das Hohlrad (HO) am Getriebegehäuse (8) festsetzt, in einer zweiten Schaltstellung das Hohlrad (HO) drehfest mit dem Planetensteg (ST) koppelt, sowie in einer Neutralstellung eine freie Verdrehbarkeit des Hohlrades (HO) sowohl gegenüber dem Getriebegehäuse (8) als auch dem Planetensteg (ST) ermöglicht. 6. hybrid motor vehicle transmission according to claim 5, characterized in that the range group (2) is associated with a switching device (SE4), which sets the ring gear (HO) on the transmission housing (8) in a first switching position, in a second switching position, the ring gear (HO ) rotatably coupled to the planetary web (ST) coupled, and in a neutral position, a free rotatability of the ring gear (HO) both with respect to the transmission housing (8) and the planetary web (ST) allows.
7. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bereichsgruppe (2) ein hydrodynamischer Retarder (4) nachgeschaltet ist. 7. hybrid motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the range group (2) a hydrodynamic retarder (4) is connected downstream.
8. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Mantel der Elektromaschine (3) an einen Kühlmittelkreislauf anschließbar ist. 8. Hybridized motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that a jacket of the electric machine (3) can be connected to a coolant circuit.
9. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass über die Elektromaschine (3) zudem ein Nebenabtrieb unmittelbar antreibbar ist. 9. hybrid motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that on the electric machine (3) also a power take-off is directly driven.
10. Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgruppe (1 ) als Stufengetriebe ausgeführt ist, dessen Antriebswelle (AnW) über eine Trennkupplung (K) mit einer Antriebsseite (AN) koppelbar ist und über mindestens eine von mehreren Übersetzungsstufen (A bis E) mit einer Ausgangswelle (AW) in Verbindung bringbar ist. 10. hybrid motor vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the main group (1) is designed as a stepped transmission, the drive shaft (AnW) via a separating clutch (K) with a drive side (AN) can be coupled and at least one of a plurality of translation stages (A to E) can be brought into contact with an output shaft (AW).
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