WO2019025409A1 - Transmission for a hybrid drive arrangement, hybrid drive arrangement, vehicle, method for operating the hybrid drive arrangement, computer program and storage medium - Google Patents

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WO2019025409A1
WO2019025409A1 PCT/EP2018/070675 EP2018070675W WO2019025409A1 WO 2019025409 A1 WO2019025409 A1 WO 2019025409A1 EP 2018070675 W EP2018070675 W EP 2018070675W WO 2019025409 A1 WO2019025409 A1 WO 2019025409A1
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WO
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planetary gear
transmission
gear
coupled
hybrid drive
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Application number
PCT/EP2018/070675
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Thomas Huber
Dominik Eszterle
Tom SMEJKAL
Christian Wirth
Rolf Lucius Dempel
Simon Brummer
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a hybrid drive assembly. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive assembly with a transmission, a vehicle with a hybrid drive assembly and a method for operating the hybrid drive assembly and a computer program and a machine-readable storage medium.
  • WO2010 / 009943 AI shows a Doppelkupplungsgetrie- be, which allows the operation of a hybrid vehicle combustion engine, electric motor and with both drive units together.
  • Such transmissions are complex, heavy and expensive.
  • Coupled or “coupled” is used below in the sense of a fixed connection.
  • the term “couplable” encompasses both fixed and switchable connections. If a switchable connection is meant concretely, the corresponding switching element, in particular a brake or a clutch, is usually stated explicitly meant fixed, rigid or non-rotatable connection, the term “coupled” or “coupled” is usually used and dispenses with the use of the term “coupled”. The use of the term “coupled” without specifying a specific switching element thus indicates the intended inclusion of both cases.
  • a transmission for a hybrid drive assembly which is coupleable to two power units having an input shaft and an output shaft, at least first and second shifting elements, and at least one first planetary gear and a second planetary gear, the input shaft coupled to the planet carrier of the first planetary gear is
  • sun gear of the second planetary gear by means of the first switching element is coupled to the ring gear of the first planetary gear and by means of the second switching element can be coupled to the planet carrier of the first
  • a transmission for a hybrid drive assembly is provided.
  • two drive units can be coupled to the transmission.
  • the transmission comprises an input shaft and an output shaft, at least a first and a second shift element and at least a first
  • Planetary gear and a second planetary gear The input shaft is coupled to the planet carrier of the first planetary gear.
  • a coupling is to be understood as a connection which is designed rigidly, for example in one piece, for example by means of a shaft, or with a fixed ratio or gear stage.
  • the output shaft is with coupled to the planet carrier of the second planetary gear.
  • the sun gear of the first planetary gear is coupled to the ring gear of the second planetary gear.
  • the ring gear of the first planetary gear can be coupled to the sun gear of the second planetary gear.
  • the second switching element of the planet carrier of the first planetary gear is coupled to the sun gear of the second planetary gear.
  • the output shaft can be coupled to an output.
  • the output is in particular at least one shaft or an axis which transmits the movement of the output shaft to the mechanical drive train of a vehicle, for example to a differential or to a drive wheel.
  • a transmission is provided, which transmits the rotational speed and the torque which is applied to the input shaft with the first and second shift elements closed in accordance with the transmission ratios in the transmission to the output shaft. When the first and second switching element is open, the input shaft is decoupled from the output shaft.
  • the transmission comprises a third switching element, which is adapted to decelerate or release the ring gear of the first planetary gear.
  • a third switching element which enables a release or braking of the ring gear of the first planetary gear, in particular a connection of the ring gear of the first planetary gear or supporting the ring gear of the first planetary gear at a fixed point or on a housing of the transmission.
  • the braking of the ring gear of the first planetary gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular to a standstill of the ring gear.
  • the release of the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear.
  • the transmission comprises a fourth switching element, which is adapted to decelerate or release the sun gear of the first planetary gear.
  • a fourth switching element is provided, which enables a release or braking of the sun gear of the first planetary gear, in particular a connection of the sun gear of the first planetary gear o- a supporting the sun gear of the first planetary gear at a fixed point or on a housing of the transmission.
  • the deceleration of the sun gear of the first planetary gear includes reducing the speed of the sun gear of the first planetary gear, in particular to a stop of the sun gear of the first planetary gear.
  • the releasing of the sun gear of the first planetary gear includes releasing the brake so that the sun gear of the first planetary gear accelerates in accordance with the forces acting on the sun gear of the first planetary gear.
  • the first, second and / or the third switching element comprises a coupling.
  • the first and / or the second switching element are designed as a clutch.
  • a coupling may in particular be a dry clutch, wet clutch or dog clutch.
  • possibilities for a controllable connection of the components of the first and the second planetary gear are provided.
  • the third and / or fourth switching element comprises a brake.
  • the third and / or fourth switching element is designed as a brake, in particular a dry or wet brake or as a dog clutch.
  • a possibility for controllable release and deceleration of the components of the first and the second planetary gear is provided.
  • a first drive unit in particular an internal combustion engine
  • a second drive unit in particular an electrical machine
  • the first drive unit On the input shaft, the input side, the first drive unit can be coupled.
  • the second drive unit can be coupled to the sun gear of the second planetary gear.
  • the first drive unit or the internal combustion engine by means of closing the second switching element and opening the first, second and fourth switching element are connected to the electric machine. Since in this case both drive units are decoupled from the output shaft and thus no torque is transmitted to the output shaft, this charge can occur in the case of, for example, a stationary output shaft, for example during standstill of a vehicle (stand loading).
  • stationary output shaft direct transfer of the rotational energy of the first drive unit to the second drive unit or vice versa, for example, for starting an internal combustion engine, allows.
  • Power split operation of the transmission is enabled by closing the third switching element and opening the first, second and fourth switching elements.
  • the first drive unit act indirectly on the ring gear of the second planetary gear and the electric machine on the sun gear of the second planetary gear, the planet carrier is connected to the output shaft.
  • the transmission ratio between the input shaft and output shaft over a wide range by means of specification of a speed or torque of the second drive unit can be varied continuously.
  • a power-split operation, or eCVT mode called allows, in which both the propulsion power at the Output shaft, as well as the charging power for the generator operation of the electric machine are independently adjustable.
  • a loading while standing or in creep > 0km / h to about 10km / h
  • the second drive unit When the fourth switching element is closed, the second drive unit is connected via a fixed ratio to the output shaft, so that driving of the output shaft can be effected only by means of the second drive unit at a fixed ratio.
  • closing the second switching element can be driven from driving by means of the second drive unit, the first drive unit and, for example, be started if the first drive unit is an internal combustion engine.
  • the first drive unit is designed, for example, as an electric machine and the second drive unit is designed, for example, as an internal combustion engine.
  • the transmission may provide other functionalities and modes of operation for the interaction of the components that will not be discussed further here.
  • changing the transmission ratios of the transmission is traction interruption free.
  • a change in the gear ratios of the transmission in particular a shift to another gear or in another operating mode of the transmission is zugkraftunterbrechungsok, especially if for changing from one operating mode of the transmission into another one of the switching element maintains its state, a second of the switching elements of a closed state is transferred to an open state and a third of the switching elements is transferred from an open to a closed state.
  • a transmission is provided in which the changing of the gear ratios is made possible without interrupting the traction.
  • the transmission comprises a control for driving at least one of the switching elements in response to a predetermined operating command signal.
  • a control which activates at least one of the switching elements as a function of a predetermined operating specification signal, for example a requested torque, a predetermined speed, or a specific operating point of the drive units.
  • the said parameters of the operational default signal may be related to the output shaft of the transmission, to the input shaft or to the shafts to be connected to the drive units.
  • a control of the transmission is made possible.
  • the invention relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, wherein the hybrid drive arrangement comprises a second drive unit and / or a pulse inverter, electrical energy source or a first drive unit.
  • the hybrid drive assembly includes a second drive unit.
  • the hybrid drive arrangement comprises a pulse-controlled inverter, an electrical energy source and / or a first drive unit.
  • the second drive unit is in particular coupled or connected to the sun gear of the second planetary gear.
  • the pulse-controlled inverter is provided in particular for supplying the second drive unit, in particular an electric machine. For this purpose, it converts in particular the electrical energy of an electrical energy source, such as a battery and / or a fuel cell.
  • the first drive unit is in particular coupled or connected to the input shaft.
  • a hybrid drive arrangement is provided which is adapted for use in a vehicle.
  • the invention comprises a vehicle with a described hybrid drive arrangement.
  • a vehicle which comprises a hybrid drive arrangement.
  • the invention comprises a method for operating a hybrid drive assembly with a transmission. The method comprises the following steps:
  • a method of operating a hybrid drive assembly with a transmission is provided.
  • an operating default signal is determined.
  • At least one of the switching elements is closed or opened to adjust the functionality of the transmission or a corresponding operating mode in response to the operational default signal.
  • the operational default signal is predefined as a function of an operating strategy, a driver request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available, for example, in a vehicle.
  • the switching elements are controlled to adjust the corresponding functionality or the operating mode of the transmission, in particular the clutches or brakes closed or opened.
  • the functionality of the transmission or the operating mode are in particular the different ratios of the different gear ratios, or the different modes or operating modes, such as a regenerative operation of the second drive unit with the output shaft stationary or the eCVT mode.
  • a method for the operation of the hybrid drive assembly is provided.
  • the invention relates to a computer program which is set up to carry out the described method.
  • the invention relates to a machine-readable storage medium on which the computer program described is stored.
  • Figure 1 a schematic representation of the Hybridantriebsstrangan- tion with a transmission.
  • Figure 2 a switching matrix of the transmission.
  • Figure 3 a schematically illustrated vehicle with a hybrid drive train arrangement.
  • Figure 4 a schematically illustrated method for operating a hybrid drive train arrangement.
  • hybrid drive train arrangement 200 with a first drive unit 7, in particular an internal combustion engine, and a second drive unit 8, in particular an electric machine, and a transmission 100.
  • the hybrid drive train arrangement comprises a pulse inverter 60 for supplying the second drive unit 8 with electrical energy.
  • hybrid powertrain arrangement 200 includes, in particular, an electrical energy source 70, which is connected to pulse-controlled inverter 60.
  • the transmission 100 includes the input shaft 10 and the output shaft 11. Further, the transmission 100 includes a first planetary gear 5 and a second planetary gear 6. Further, the transmission 100 includes a first, and a second switching element SEI, SE2.
  • the first switching element SEI in particular a clutch, is adapted to connect or disconnect the sun gear of the second planetary gear 6 with the ring gear of the first planetary gear 5.
  • the second shifting element SE2, in particular a clutch is adapted to the sun gear of the second planetary gear 6 with the pia- net carrier of the first planetary gear 5 to connect.
  • the transmission 100 may include a third switching element SE3.
  • the third switching element SE3, in particular a brake is adapted to release or decelerate the ring gear of the first planetary gear 5, in particular in which the brake connects the ring gear with a fixed point or for example on the housing (not shown) of the transmission 100 is supported.
  • the transmission 100 may comprise a fourth switching element SE4.
  • the fourth switching element SE4, in particular a brake is adapted to release or decelerate the sun gear of the first planetary gear 5 and the associated ring gear of the second planetary gear 6, in particular in which the brake
  • Sun gear or the ring gear connects to a fixed point or, for example, on the housing (not shown) of the transmission 100 is supported.
  • the transmission is further configured to be coupled or connected for operation with a first power plant via the input shaft 10.
  • the shaft of the drive unit 7 in particular via a
  • Sprocket set is connected to the input shaft 10.
  • the second drive unit 8 in particular an electric machine, is connected to the sun gear of the second planetary gear 6 for the operation of the transmission 100 as shown in FIG.
  • a control 50 is provided which carries out the method for operating the hybrid drive arrangement with the transmission. The control lines between the control 50 and the individual switching elements
  • SE1..SE4 are indicated only as an arrow and are not completely shown.
  • the communication between the switching elements SE1..SE4 and the device can take place by means of the control lines as well as by means of a BUS system or wirelessly.
  • FIG. 2 shows a switching matrix of the transmission.
  • the individual switching elements SE1..SE4 are indicated in the columns, and in the last column, for example, an approximate gear ratio resulting between one of the drive units and the output shaft.
  • the different gears, gears or operating modes of the transmission are specified.
  • crosses zen is shown in the switching matrix, which must be activated the switching elements, so that the appropriate gear or operating mode is set.
  • activating the switching elements this means in particular that a clutch is closed or a brake is actuated, so that via the coupling a force is transmitted from one shaft to another shaft or by means of the brake force on a fixed point, in particular the transmission housing transmitted becomes.
  • five gears Gl G5 can be set, with the first one being the first one
  • Gear Gl has the highest gear ratio and the fifth gear G5 has the lowest gear ratio.
  • gears G1..G5 is preferably between the first drive unit 7 and the output shaft 11 is preferably a fixed speed ratio according to the translation given in the last column.
  • the output shaft is driven in the gears G1..G5 either by the first drive unit 7 alone or together with the second drive unit 8.
  • these are internal combustion or hybrid gears, for example, when the first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electric machine.
  • These gears also allow a load point increase of the internal combustion engine, so that the electric machine can be operated as a generator and charging a battery during operation, in particular driving a vehicle, can be done.
  • the gear El or operating mode follows, in which only the second drive unit 8 is connected to the output shaft 11.
  • the first, second, and third switching element S EI, S E2, S3 must be opened and the fourth switching element S E4 must be closed so that there is no connection to the first drive unit 7.
  • This is in particular an electromotive gear, for example when the second drive unit is an electric machine.
  • a vehicle can be operated locally emission-free.
  • the eCVTl mode which allows an independent propulsion power at the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 8.
  • this mode of operation is suitable for hybrid start-up with a low battery state of charge, since infinitely variable transmission ratios and thus, in particular stepless acceleration, are possible with simultaneous generator operation of the second drive unit 8.
  • CHI Another mode CHI, also known as standby, results when the second switching element is closed and the first, third and fourth switching elements are open.
  • the drive units 7 and 8 are coupled together, with no connection to the output shaft 11.
  • the second 8 can be driven by means of the first drive unit 7, for example as a generator for charging an electrical energy source 70, in particular a battery.
  • the first drive unit 7 is a combustion engine and the second drive unit 8 is an electric machine.
  • FIG. 3 shows a vehicle 300 with wheels 310, the vehicle comprising a hybrid drive arrangement 200 as described above.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method 400 for operating a hybrid drive arrangement 200 with a transmission 100.
  • the method starts with step 405.
  • an operating command signal BV is determined and in step 420 at least one of the switching elements SE1 .... SE4 for adjusting the functionality of the transmission 100 in response to the operational command signal BV is controlled.
  • the operating specification signal BV is either a parameter for a physical variable in the transmission 100, such as a torque or a rotational speed or a power to be transmitted, which is to be applied or transmitted to a component of the transmission 100.
  • These components are in particular the input shaft 10, the Output shaft 11 but also the parameters of the drive units 7, 8 or the switching elements SE1..SE4.
  • BV also a certain operating mode such as one of the five gears Gl G5 or the gear El, which is operated only with the second drive unit, or the special functions eCVTl, or stall CHI represent.
  • the switching elements SEI to SE4 are driven according to the switching matrix to switch the transmission 100 into the corresponding gear or operating mode.

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Abstract

The invention relates to a transmission (100) for a hybrid drive arrangement which can be coupled to two drive assemblies (7, 8), comprising an input shaft (10), and an output shaft (11), at least one first and one second shifting element (SE1, SE2), and at least one first and one second planetary gear (5,6). The input shaft (10) is coupled to the planet carrier of the first planetary gear (5). The sun gear of the second planetary gear (6) can be coupled to the ring gear of the first planetary gear (5) by means of the first shifting element (SE1) and can be coupled to the planet carrier of the first planetary gear (5) by means of the second shifting element (SE2). The sun gear of the first planetary gear (5) is coupled to the ring gear of the second planetary gear (6) and the output shaft (11) is coupled to the planet carrier of the second planetary gear (6).

Description

GETRIEBE FÜR EINE HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG,  GEARBOX FOR HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, HYBRID DRIVE ARRANGEMENT,
FAHRZEUG, VERFAHREN  VEHICLE, METHOD
ZUM BETRIEB DER HYBRIDANTRIEBSANORDNUNG, COMPUTERPROGRAMM UND  FOR OPERATING THE HYBRID DRIVE ARRANGEMENT, COMPUTER PROGRAM AND
SPEICHERMEDIUM  STORAGE MEDIA
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung. Ferner betrifft die Erfindung eine Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe, ein Fahrzeug mit einer Hybridantriebsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb der Hybridantriebsanordnung sowie ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium. The invention relates to a transmission for a hybrid drive assembly. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive assembly with a transmission, a vehicle with a hybrid drive assembly and a method for operating the hybrid drive assembly and a computer program and a machine-readable storage medium.
Stand der Technik State of the art
Getriebe für Hybridantriebsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die WO2010/009943 AI ein Doppelkupplungsgetrie- be, welches den Betrieb eines Hybridfahrzeugs verbrennungsmotorisch, elektromotorisch und mit beiden Antriebsaggregaten zusammen ermöglicht. Derartige Getriebe sind komplex, schwer und teuer. Es besteht Bedarf an Getriebetopolo- gien mit reduzierter mechanischer Komplexität, verringertem Raumbedarf und verringertem Gewicht. Transmissions for hybrid propulsion arrangements are known in the art. For example, WO2010 / 009943 AI shows a Doppelkupplungsgetrie- be, which allows the operation of a hybrid vehicle combustion engine, electric motor and with both drive units together. Such transmissions are complex, heavy and expensive. There is a need for geared copolymers with reduced mechanical complexity, reduced space requirements and reduced weight.
Der Begriff„gekoppelt" bzw.„angekoppelt" wird im Folgenden im Sinne einer festen Verbindung benutzt. Im Gegensatz dazu umfasst der Begriff„koppelbar" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sowohl feste als auch schaltbare Verbindungen. Ist konkret eine schaltbare Verbindung gemeint, wird in der Regel das entsprechende Schaltelement, insbesondere eine Bremse oder eine Kupplung, explizit angegeben. Ist hingegen konkret eine feste, starre oder drehfeste Verbindung gemeint, wird in der Regel der Begriff„gekoppelt" bzw.„angekoppelt" verwendet und auf die Verwendung des Begriffs„koppelbar" verzichtet. Die Verwendung des Begriffs„koppelbar" ohne Angabe eines konkreten Schaltelemen- tes deutet somit auf den beabsichtigten Einschluss beider Fälle hin. Diese Unter- Scheidung erfolgt allein zugunsten der besseren Verständlichkeit und insbesondere zur Verdeutlichung, wo das Vorsehen einer schaltbaren Verbindung anstelle einer in der Regel leichter realisierbaren festen Verbindung beziehungsweise Koppelung zwingend erforderlich ist. Die obige Definition des Begriffs„gekoppelt" bzw.„angekoppelt" ist daher keinesfalls so eng auszulegen, dass willkürlich zuThe term "coupled" or "coupled" is used below in the sense of a fixed connection. In contrast to this, in the context of the present description, the term "couplable" encompasses both fixed and switchable connections. If a switchable connection is meant concretely, the corresponding switching element, in particular a brake or a clutch, is usually stated explicitly meant fixed, rigid or non-rotatable connection, the term "coupled" or "coupled" is usually used and dispenses with the use of the term "coupled". The use of the term "coupled" without specifying a specific switching element thus indicates the intended inclusion of both cases. Divorce takes place solely for the sake of better understanding and in particular for clarification, where the provision of a switchable connection instead of a usually easier to realize fixed connection or coupling is absolutely necessary. The above definition of the term "coupled" or "coupled" should therefore by no means be construed as narrowly arbitrary
Umgehungszwecken eingefügte Kupplungen aus seinem Wortsinn herausführten. Bypassing inserted couplings in its literal sense.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es wird ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung bereitgestellt, welches mit zwei Antriebsaggregaten koppelbar ist, mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, mindestens einem erstenund einem zweiten Schaltelement, und mindestens einem ersten Planetengetriebe und einem zweiten Planetengetriebe, wobei die Eingangswelle mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt ist There is provided a transmission for a hybrid drive assembly which is coupleable to two power units having an input shaft and an output shaft, at least first and second shifting elements, and at least one first planetary gear and a second planetary gear, the input shaft coupled to the planet carrier of the first planetary gear is
wobei das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes mittels dem ersten Schaltelement koppelbar ist mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes und mittels dem zweiten Schaltelement koppelbar ist mit dem Planetenträger des erstenwherein the sun gear of the second planetary gear by means of the first switching element is coupled to the ring gear of the first planetary gear and by means of the second switching element can be coupled to the planet carrier of the first
Planetengetriebes , Planetary gear,
wobei das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt ist, wherein the sun gear of the first planetary gear is coupled to the ring gear of the second planetary gear,
und die Ausgangswelle mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes gekoppelt ist. and the output shaft is coupled to the planet carrier of the second planetary gear.
Es wird ein Getriebe für eine Hybridantriebsanordnung bereitgestellt. Für den Betrieb der Hybridantriebsanordnung sind zwei Antriebsaggregate an das Getriebe koppelbar. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle, mindestens ein erstes und ein zweites Schaltelement und mindestens ein erstesA transmission for a hybrid drive assembly is provided. For the operation of the hybrid drive assembly, two drive units can be coupled to the transmission. The transmission comprises an input shaft and an output shaft, at least a first and a second shift element and at least a first
Planetengetriebe und ein zweites Planetengetriebe. Die Eingangswelle ist mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt. Im Rahmen der Beschreibung ist eine Koppelung als eine Verbindung zu verstehen, welche starr, beispielsweise einstückig, beispielsweise mittels einer Welle, oder mit einer fes- ten Übersetzung oder Getriebestufe ausgeführt ist. Die Ausgangswelle ist mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes gekoppelt. Das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt. Mittels dem ersten Schaltelement ist das Hohlrad des ersten Planetengetriebes koppelbar mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes. Mittels dem zweiten Schaltelement ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes koppelbar mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes. Insbesondere ist die Ausgangswelle mit einem Abtrieb koppelbar. Der Abtrieb ist insbesondere mindestens eine Welle oder eine Achse, die die Bewegung der Ausgangswelle auf den mechanischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise auf ein Differenzial oder auf ein Antriebsrad überträgt. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, welches die Drehzahl und das Drehmoment, welches an der Eingangswelle anliegt, bei geschlossenem erstem und zweitem Schaltelement entsprechend der Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe auf die Ausgangswelle überträgt. Bei geöffneten ersten und zweiten Schaltelement ist die Eingangswelle von der Ausgangswelle abgekoppelt. Planetary gear and a second planetary gear. The input shaft is coupled to the planet carrier of the first planetary gear. In the context of the description, a coupling is to be understood as a connection which is designed rigidly, for example in one piece, for example by means of a shaft, or with a fixed ratio or gear stage. The output shaft is with coupled to the planet carrier of the second planetary gear. The sun gear of the first planetary gear is coupled to the ring gear of the second planetary gear. By means of the first switching element, the ring gear of the first planetary gear can be coupled to the sun gear of the second planetary gear. By means of the second switching element of the planet carrier of the first planetary gear is coupled to the sun gear of the second planetary gear. In particular, the output shaft can be coupled to an output. The output is in particular at least one shaft or an axis which transmits the movement of the output shaft to the mechanical drive train of a vehicle, for example to a differential or to a drive wheel. Advantageously, a transmission is provided, which transmits the rotational speed and the torque which is applied to the input shaft with the first and second shift elements closed in accordance with the transmission ratios in the transmission to the output shaft. When the first and second switching element is open, the input shaft is decoupled from the output shaft.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein drittes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das Hohlrad des ersten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a third switching element, which is adapted to decelerate or release the ring gear of the first planetary gear.
Für das Getriebe ist ein drittes Schaltelement vorgesehen, welches ein Freigeben oder Bremsen des Hohlrades des ersten Planetengetriebes ermöglicht, insbesondere ein Verbinden des Hohlrades des ersten Planetengetriebes oder ein Abstützen des Hohlrades des ersten Planetengetriebes an einem Fixpunkt oder an einem Gehäuse des Getriebes. Das Abbremsen des Hohlrades des ersten Planetengetriebes umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Hohlrades, insbesondere bis zum Stillstand des Hohlrades. Das Freigeben des Hohlrades umfasst das Lösen der Bremse, so dass das Hohlrad entsprechend der auf das Hohlrad wirkenden Kräfte beschleunigt. Vorteilhaft lassen sich mit der bisher beschriebenen Topologie des Getriebes mit den ersten bis dritten Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich bei geschlossenem drittem und erstem oder zweitem Schaltelement das zweitniedrigste bzw. das niedrigste mit diesem Getriebe erzielbaren Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle. ln einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein viertes Schaltelement, welches dazu eingerichtet ist, das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes abzubremsen oder freizugeben. For the transmission, a third switching element is provided, which enables a release or braking of the ring gear of the first planetary gear, in particular a connection of the ring gear of the first planetary gear or supporting the ring gear of the first planetary gear at a fixed point or on a housing of the transmission. The braking of the ring gear of the first planetary gear includes reducing the speed of the ring gear, in particular to a standstill of the ring gear. The release of the ring gear includes releasing the brake so that the ring gear accelerates in accordance with the forces acting on the ring gear. Advantageously, can be set with the previously described topology of the transmission with the first to third switching elements, in addition to the already mentioned, further operating modes. Thus, when the third and first or second switching elements are closed, the second lowest or the lowest transmission ratio achievable with this transmission results between the input shaft and the output shaft. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a fourth switching element, which is adapted to decelerate or release the sun gear of the first planetary gear.
Für das Getriebe ist ein viertes Schaltelement vorgesehen, welches ein Freigeben oder Bremsen des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes ermöglicht, insbesondere ein Verbinden des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes o- der ein Abstützen des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes an einem Fixpunkt oder an einem Gehäuse des Getriebes. Das Abbremsen des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes umfasst das Reduzieren der Drehzahl des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes, insbesondere bis zum Stillstand des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes. Das Freigeben des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes umfasst das Lösen der Bremse, so dass das Sonnenrades des ersten Planetengetriebes entsprechend der auf Sonnenrades des ersten Planetengetriebes wirkenden Kräfte beschleunigt. Vorteilhaft lassen sich mit der bisher beschriebenen Topologie des Getriebes mit den ersten bis vierten Schaltelementen, neben den bereits erwähnten, weitere Betriebsmodi einstellen. So ergibt sich bei geschlossenen vierten und zweiten oder ersten Schaltelement insbesondere ein höchstes oder ein zweithöchstes mit diesem Getriebe erzielbare Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle. For the transmission, a fourth switching element is provided, which enables a release or braking of the sun gear of the first planetary gear, in particular a connection of the sun gear of the first planetary gear o- a supporting the sun gear of the first planetary gear at a fixed point or on a housing of the transmission. The deceleration of the sun gear of the first planetary gear includes reducing the speed of the sun gear of the first planetary gear, in particular to a stop of the sun gear of the first planetary gear. The releasing of the sun gear of the first planetary gear includes releasing the brake so that the sun gear of the first planetary gear accelerates in accordance with the forces acting on the sun gear of the first planetary gear. Advantageously can be adjusted with the previously described topology of the transmission with the first to fourth switching elements, in addition to the already mentioned, further operating modes. Thus, in the closed fourth and second or first switching element in particular a highest or a second highest achievable with this gear ratio between input shaft and output shaft.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste, zweite und/oder das dritte Schaltelement eine Kupplung. In a further embodiment of the invention, the first, second and / or the third switching element comprises a coupling.
Zur Verbindung des Sonnenrades des zweiten Planetengetriebes mit den genannten Komponenten des ersten Planetengetriebes sind das erste und/oder das zweite Schaltelement als Kupplung ausgeführt. Bei einer derartigen Kupplung kann es sich insbesondere um eine Trockenkupplung, Nasskupplung oder Klauenkupplung handeln. Vorteilhaft werden Möglichkeiten für eine steuerbare Verbindung der Komponenten des ersten und des zweiten Planetengetriebes bereitgestellt. For connection of the sun gear of the second planetary gear with said components of the first planetary gear, the first and / or the second switching element are designed as a clutch. Such a coupling may in particular be a dry clutch, wet clutch or dog clutch. Advantageously, possibilities for a controllable connection of the components of the first and the second planetary gear are provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das dritte und/ oder vierte Schaltelement eine Bremse. Das dritte und/ oder vierte Schaltelement ist als Bremse, insbesondere eine Trocken- oder Nassbremse oder als Klauenkupplung, ausgeführt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur steuerbaren Freigabe und Abbremsung der Komponenten des ersten und des zweiten Planetengetriebes bereitgestellt. In another embodiment of the invention, the third and / or fourth switching element comprises a brake. The third and / or fourth switching element is designed as a brake, in particular a dry or wet brake or as a dog clutch. Advantageously, a possibility for controllable release and deceleration of the components of the first and the second planetary gear is provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle koppelbar und/ oder ein zweites Antriebsaggregat, insbesondere eine elektrische Maschine, ist mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes koppelbar. In another embodiment of the invention, a first drive unit, in particular an internal combustion engine, can be coupled to the input shaft and / or a second drive unit, in particular an electrical machine, can be coupled to the sun gear of the second planetary gear.
An der Eingangswelle ist eingangsseitig das erste Antriebsaggregat ankoppelbar. Das zweite Antriebsaggregat ist mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes koppelbar. Vorteilhaft kann für einen generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates, beispielsweise einer elektrischen Maschine, beispielsweise zum Laden einer Batterie, das erste Antriebsaggregat oder der Verbrennungsmotor mittels Schließen des zweiten Schaltelements und Öffnen des ersten, zweiten und vierten Schaltelements mit der elektrischen Maschine verbunden werden. Da dabei beide Antriebsaggregate von der Ausgangswelle abgekoppelt sind und somit kein Drehmoment auf die Ausgangswelle übertragen wird, kann dieses La- den bei beispielsweise stillstehender Ausgangswelle, also beispielsweise während des Stillstands eines Fahrzeugs, erfolgen (Standladen). Bei beispielsweise stillstehender Ausgangswelle wird eine direkte Übertragung der rotatorischen Energie des ersten Antriebsaggregates zum zweiten Antriebsaggregat oder umgekehrt, beispielsweise zum Starten eines Verbrennungsmotors, ermöglicht. On the input shaft, the input side, the first drive unit can be coupled. The second drive unit can be coupled to the sun gear of the second planetary gear. Advantageously, for a generator operation of the second drive unit, for example an electric machine, for example for charging a battery, the first drive unit or the internal combustion engine by means of closing the second switching element and opening the first, second and fourth switching element are connected to the electric machine. Since in this case both drive units are decoupled from the output shaft and thus no torque is transmitted to the output shaft, this charge can occur in the case of, for example, a stationary output shaft, for example during standstill of a vehicle (stand loading). In example, stationary output shaft direct transfer of the rotational energy of the first drive unit to the second drive unit or vice versa, for example, for starting an internal combustion engine, allows.
Ein leistungsverzweigter Betrieb des Getriebes (eCVT-Modus) wird durch Schließen des dritten Schaltelements und Öffnen des ersten, zweiten und vierten Schaltelements ermöglicht. Dabei wirken das erste Antriebsaggregat indirekt auf das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes und die elektrische Maschine auf das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes, dessen Planetenträger mit der Ausgangswelle verbunden ist. Dabei lässt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle über einen weiten Bereich mittels Vorgabe einer Drehzahl oder eines Drehmomentes des zweiten Antriebaggregates kontinuierlich variieren. Vorteilhaft wird ein leistungsverzweigter Betrieb, oder auch eCVT-Modus genannt, ermöglicht, bei dem sowohl die Vortriebsleistung an der Ausgangswelle, als auch die Ladeleistung für den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine unabhängig voneinander einstellbar sind. Vorteilhaft wird ein Laden im Stand oder im Kriechen (>0km/h bis ca. 10km/h) und ein sanfter komfortabler Übergang vom Modus Standladen in den Modus Kriechladen und den Modus Fahren mit fester Übersetzung, bzw. im festem Gang ermöglicht. Power split operation of the transmission (eCVT mode) is enabled by closing the third switching element and opening the first, second and fourth switching elements. In this case, the first drive unit act indirectly on the ring gear of the second planetary gear and the electric machine on the sun gear of the second planetary gear, the planet carrier is connected to the output shaft. In this case, the transmission ratio between the input shaft and output shaft over a wide range by means of specification of a speed or torque of the second drive unit can be varied continuously. Advantageously, a power-split operation, or eCVT mode called allows, in which both the propulsion power at the Output shaft, as well as the charging power for the generator operation of the electric machine are independently adjustable. Advantageously, a loading while standing or in creep (> 0km / h to about 10km / h) and a smooth comfortable transition from the mode Standladen in the mode crawler and the mode driving with fixed ratio, or in fixed gear possible.
Bei geschlossenen vierten Schaltelement ist das zweite Antriebsaggregat über eine feste Übersetzung mit der Ausgangsswelle verbunden, so dass ein Antreiben der Ausgangswelle nur mittels des zweiten Antriebsaggregates bei einer festen Übersetzung erfolgen kann. Mittels, insbesondere dosiertem, Schließen des zweiten Schaltelements kann aus dem Fahren mittels dem zweiten Antriebsaggregat das erste Antriebsaggregat angetrieben und beispielsweise gestartet werden, falls das erste Antriebsaggregat ein Verbrennungsmotor ist. When the fourth switching element is closed, the second drive unit is connected via a fixed ratio to the output shaft, so that driving of the output shaft can be effected only by means of the second drive unit at a fixed ratio. By means of, in particular metered, closing the second switching element can be driven from driving by means of the second drive unit, the first drive unit and, for example, be started if the first drive unit is an internal combustion engine.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass das erste Antriebsaggregat beispielsweise als elektrische Maschine ausgestaltet ist und das zweite Antriebsaggregat beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet ist. In einer solchen Konfiguration können sich mittels des Getriebes andere Funktionalitäten und Betriebsmodi für das Zusammenwirken der Komponenten ergeben, die hier nicht weiter ausgeführt werden. There is also the possibility that the first drive unit is designed, for example, as an electric machine and the second drive unit is designed, for example, as an internal combustion engine. In such a configuration, the transmission may provide other functionalities and modes of operation for the interaction of the components that will not be discussed further here.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zugkraftunterbrechungsfrei. In another embodiment of the invention, changing the transmission ratios of the transmission is traction interruption free.
Ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes, insbesondere ein Schalten in einen anderen Gang oder in einen anderen Betriebsmodus des Getriebes erfolgt zugkraftunterbrechungsfrei, wenn insbesondere für den Wechsel aus einem Betriebsmodus des Getriebes in einen anderen eines der Schaltelement seinen Zustand beibehält, ein zweites der Schaltelemente aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführt wird und ein drittes der Schaltelemente aus einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Vorteilhaft wird ein Getriebe bereitgestellt, bei dem das Wechseln der Gangstufen ohne eine Unterbrechung der Zugkraft ermöglicht wird. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe eine Ansteuerung zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals. A change in the gear ratios of the transmission, in particular a shift to another gear or in another operating mode of the transmission is zugkraftunterbrechungsfrei, especially if for changing from one operating mode of the transmission into another one of the switching element maintains its state, a second of the switching elements of a closed state is transferred to an open state and a third of the switching elements is transferred from an open to a closed state. Advantageously, a transmission is provided in which the changing of the gear ratios is made possible without interrupting the traction. In another embodiment of the invention, the transmission comprises a control for driving at least one of the switching elements in response to a predetermined operating command signal.
Es ist eine Ansteuerung vorgesehen welche in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals, beispielsweise ein angefordertes Drehmoment, eine vorgegebene Drehzahl, oder ein bestimmter Betriebspunkt der Antriebsaggregate, mindestens eines der Schaltelemente ansteuert. Die genannten Parameter des Betriebsvorgabesignals können auf die Ausgangswelle des Getriebes, auf die Eingangswelle oder auf die mit den Antriebsaggregaten zu verbindenden Wellen bezogen sein. Vorteilhaft wird eine Steuerung des Getriebes ermöglicht. A control is provided which activates at least one of the switching elements as a function of a predetermined operating specification signal, for example a requested torque, a predetermined speed, or a specific operating point of the drive units. The said parameters of the operational default signal may be related to the output shaft of the transmission, to the input shaft or to the shafts to be connected to the drive units. Advantageously, a control of the transmission is made possible.
Ferner betrifft die Erfindung eine Hybrid-Antriebsanordnung mit einem Getriebe, wobei die Hybridantriebsanordnung ein zweites Antriebsaggregat und/ oder einen Pulswechselrichter, elektrische Energiequelle oder ein erstes Antriebsaggregat umfasst. Furthermore, the invention relates to a hybrid drive arrangement with a transmission, wherein the hybrid drive arrangement comprises a second drive unit and / or a pulse inverter, electrical energy source or a first drive unit.
Es wird eine Hybridantriebsanordnung mit einem bisher beschriebenen Getriebe bereitgestellt. Die Hybridantriebsanordnung umfasst ein zweites Antriebsaggregat. Insbesondere umfasst die Hybridantriebsanordnung einen Pulswechselrichter, eine elektrische Energiequelle und oder ein erstes Antriebsaggregat. Das zweite Antriebsaggregat ist insbesondere mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gekoppelt oder verbunden. Der Pulswechselrichter ist insbesondere zur Versorgung des zweiten Antriebsaggregates, insbesondere einer elektrischen Maschine, vorgesehen. Hierzu wandelt er insbesondere die elektrische Energie einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie und/ oder einer Brennstoffzelle um. Das erste Antriebsaggregat ist insbesondere mit der Eingangswelle gekoppelt oder verbunden. Vorteilhaft wird eine Hybridantriebsanordnung, welche für den Einsatz in einem Fahrzeug eingerichtet ist, bereitgestellt. There is provided a hybrid drive assembly with a previously described transmission. The hybrid drive assembly includes a second drive unit. In particular, the hybrid drive arrangement comprises a pulse-controlled inverter, an electrical energy source and / or a first drive unit. The second drive unit is in particular coupled or connected to the sun gear of the second planetary gear. The pulse-controlled inverter is provided in particular for supplying the second drive unit, in particular an electric machine. For this purpose, it converts in particular the electrical energy of an electrical energy source, such as a battery and / or a fuel cell. The first drive unit is in particular coupled or connected to the input shaft. Advantageously, a hybrid drive arrangement is provided which is adapted for use in a vehicle.
Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug mit einer beschriebenen Hybridantriebsanordnung. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Hybridantriebsanordnung umfasst. Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Furthermore, the invention comprises a vehicle with a described hybrid drive arrangement. Advantageously, a vehicle is provided which comprises a hybrid drive arrangement. Furthermore, the invention comprises a method for operating a hybrid drive assembly with a transmission. The method comprises the following steps:
Ermitteln eines Betriebsvorgabesignals; Determining an operational default signal;
Ansteuern mindestens eines der Schaltelemente zur Einstellung der Funktionali- tät des Getriebes in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV).  Driving at least one of the switching elements for adjusting the functionality of the transmission in dependence on the operating input signal (BV).
Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung mit einem Getriebe bereitgestellt. Dabei wird ein Betriebsvorgabesignal ermittelt. Mindestens eines der Schaltelemente wird zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes oder eines entsprechenden Betriebsmodus in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals geschlossen oder geöffnet. Das Betriebsvorgabesignal wird in Abhängigkeit einer Betriebsstrategie, eines Fahrerwunsches oder Fahrpedals, eines Batteriemanagementsystems oder anderer beispielsweise in einem Fahrzeug verfügbaren Systemen vorgegeben. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesig- nals werden die Schaltelemente zur Einstellung der entsprechenden Funktionalität oder des Betriebsmodus des Getriebes angesteuert, insbesondere die Kupplungen oder Bremsen geschlossen oder geöffnet. Die Funktionalität des Getriebes oder der Betriebsmodus sind insbesondere die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangstufen, oder die verschiedenen Modi oder Betriebsmodi, beispielsweise ein generatorischer Betrieb des zweiten Antriebsaggregates bei stillstehender Ausgangswelle oder der eCVT-Modus. Vorteilhaft wird ein Verfahren für den Betrieb der Hybridantriebsanordnung bereitgestellt. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen. A method of operating a hybrid drive assembly with a transmission is provided. In this case, an operating default signal is determined. At least one of the switching elements is closed or opened to adjust the functionality of the transmission or a corresponding operating mode in response to the operational default signal. The operational default signal is predefined as a function of an operating strategy, a driver request or accelerator pedal, a battery management system or other systems available, for example, in a vehicle. In response to this Betriebsvorgabesig- signals the switching elements are controlled to adjust the corresponding functionality or the operating mode of the transmission, in particular the clutches or brakes closed or opened. The functionality of the transmission or the operating mode are in particular the different ratios of the different gear ratios, or the different modes or operating modes, such as a regenerative operation of the second drive unit with the output shaft stationary or the eCVT mode. Advantageously, a method for the operation of the hybrid drive assembly is provided. Furthermore, the invention relates to a computer program which is set up to carry out the described method.
Ferner betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. Furthermore, the invention relates to a machine-readable storage medium on which the computer program described is stored.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des Getriebes entsprechend auf die Hybridantriebsanordnung, das Fahrzeug bzw. das Verfahren und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind. Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen It should be understood that the features, properties and advantages of the transmission are respectively applicable to the hybrid drive assembly, the vehicle and the method and vice versa. Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. Brief description of the drawings
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to some figures, in which:
Figur 1: eine schematische Darstellung der Hybridantriebsstranganord- nung mit einem Getriebe. Figure 1: a schematic representation of the Hybridantriebsstrangan- tion with a transmission.
Figur 2: eine Schaltmatrix des Getriebes. Figure 2: a switching matrix of the transmission.
Figur 3: ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einer Hybridantriebstranganordnung. Figure 3: a schematically illustrated vehicle with a hybrid drive train arrangement.
Figur 4: ein schematisch dargestelltes Verfahren zum Betrieb einer Hybridantriebstranganordnung. Figure 4: a schematically illustrated method for operating a hybrid drive train arrangement.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Figur 1 zeigt eine Hybridantriebstranganordnung 200 mit einem ersten Antriebsaggregat 7, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und einem zweiten Antriebsaggregat 8, insbesondere einer elektrischen Maschine, und einem Getriebe 100. Insbesondere umfasst die Hybridantriebstranganordnung einen Pulswechselrichter 60 zur Versorgung des zweiten Antriebsaggregates 8 mit elektrischer Energie. Weiter umfasst die Hybridantriebstranganordnung 200 insbesondere eine elektrische Energiequelle 70, welche mit dem Pulswechselrichter 60 verbunden ist. Das Getriebe 100 umfasst die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 11. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes Planetengetriebe 5 und ein zweites Planetengetriebe 6. Weiter umfasst das Getriebe 100 ein erstes, und ein zweites Schaltelement SEI, SE2. Das erste Schaltelement SEI, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes 6 mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes 5 zu verbinden o- der zu trennen.. Das zweite Schaltelement SE2, insbesondere eine Kupplung, ist dazu eingerichtet, das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes 6 mit dem Pia- netenträger des ersten Planetengetriebes 5 zu verbinden. Weiter kann das Getriebe 100 ein drittes Schaltelement SE3 aufweisen. Das dritte Schaltelement SE3 , insbesondere eine Bremse, ist dazu eingerichtet, das Hohlrad des ersten Planetengetriebes 5 freizugeben oder abzubremsen, insbesondere in dem die Bremse das Hohlrad mit einem Fixpunkt verbindet oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Weiter kann das Getriebe 100 ein viertes Schaltelement SE4 umfassen. Das vierte Schaltelement SE4, insbesondere eine Bremse, ist dazu eingerichtet, das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes 5 und das damit verbundene Hohlrad des zweiten Planetenge- triebes 6 freizugeben oder abzubremsen, insbesondere in dem die Bremse das1 shows a hybrid drive train arrangement 200 with a first drive unit 7, in particular an internal combustion engine, and a second drive unit 8, in particular an electric machine, and a transmission 100. In particular, the hybrid drive train arrangement comprises a pulse inverter 60 for supplying the second drive unit 8 with electrical energy. In addition, hybrid powertrain arrangement 200 includes, in particular, an electrical energy source 70, which is connected to pulse-controlled inverter 60. The transmission 100 includes the input shaft 10 and the output shaft 11. Further, the transmission 100 includes a first planetary gear 5 and a second planetary gear 6. Further, the transmission 100 includes a first, and a second switching element SEI, SE2. The first switching element SEI, in particular a clutch, is adapted to connect or disconnect the sun gear of the second planetary gear 6 with the ring gear of the first planetary gear 5. The second shifting element SE2, in particular a clutch, is adapted to the sun gear of the second planetary gear 6 with the pia- net carrier of the first planetary gear 5 to connect. Further, the transmission 100 may include a third switching element SE3. The third switching element SE3, in particular a brake, is adapted to release or decelerate the ring gear of the first planetary gear 5, in particular in which the brake connects the ring gear with a fixed point or for example on the housing (not shown) of the transmission 100 is supported. Further, the transmission 100 may comprise a fourth switching element SE4. The fourth switching element SE4, in particular a brake, is adapted to release or decelerate the sun gear of the first planetary gear 5 and the associated ring gear of the second planetary gear 6, in particular in which the brake
Sonnenrad bzw. das Hohlrad mit einem Fixpunkt verbindet oder beispielsweise am Gehäuse (nicht dargestellt) des Getriebes 100 abstützt. Das Getriebe ist weiter dazu eingerichtet, für den Betrieb mit einem ersten Antriebsaggregat über die Eingangswelle 10 gekoppelt oder verbunden zu werden. In der Figur 1 ist dazu dargestellt, dass die Welle des Antriebsaggregates 7 insbesondere über einSun gear or the ring gear connects to a fixed point or, for example, on the housing (not shown) of the transmission 100 is supported. The transmission is further configured to be coupled or connected for operation with a first power plant via the input shaft 10. In the figure 1 it is shown that the shaft of the drive unit 7 in particular via a
Stirnradsatz mit der Eingangswelle 10 verbunden wird. Das zweite Antriebsaggregat 8, insbesondere eine elektrische Maschine, wird für den Betrieb des Getriebes 100 wie in der Figur 1 dargestellt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes 6 verbunden. Für eine Optimierung der Übersetzungsverhältnisse ist die Ausgangswelle 11 beispielsweise über einen Abtrieb 12, insbesondere einen Stirnradsatz, beispielsweise mit einem Differential 14 verbunden, über welches die Bewegungen auf die Räder 310 übertragen werden. Für die Ansteue- rung der Schaltelemente ist eine Ansteuerung 50 vorgesehen, die das Verfahren zum Betrieb der Hybridantriebsanordnung mit dem Getriebe ausführt. Die Steuer- leitungen zwischen der Ansteuerung 50 und den einzelnen SchaltelementenSprocket set is connected to the input shaft 10. The second drive unit 8, in particular an electric machine, is connected to the sun gear of the second planetary gear 6 for the operation of the transmission 100 as shown in FIG. For an optimization of the gear ratios, the output shaft 11, for example via an output 12, in particular a spur gear, for example, connected to a differential 14, via which the movements are transmitted to the wheels 310. For the control of the switching elements, a control 50 is provided which carries out the method for operating the hybrid drive arrangement with the transmission. The control lines between the control 50 and the individual switching elements
SE1..SE4 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur als Pfeil angedeutet und nicht vollständig dargestellt. Die Kommunikation zwischen den Schaltelementen SE1..SE4 und der Vorrichtung kann mittels der Steuerleitungen als auch mittels eines BUS-Systems oder kabellos erfolgen. For reasons of clarity, SE1..SE4 are indicated only as an arrow and are not completely shown. The communication between the switching elements SE1..SE4 and the device can take place by means of the control lines as well as by means of a BUS system or wirelessly.
Figur 2 zeigt eine Schaltmatrix des Getriebes. In den Spalten sind die einzelnen Schaltelemente SE1..SE4 angegeben und in der letzten Spalte beispielhaft ein sich zwischen einem der Antriebsaggregate und der Ausgangswelle ergebendes ungefähres Übersetzungsverhältnis. In den Zeilen sind die unterschiedlichen Gangstufen, Gänge oder Betriebsmodi des Getriebes angegeben. Mittels Kreu- zen ist in der Schaltmatrix dargestellt, welches der Schaltelemente aktiviert sein muss, damit sich der entsprechende Gang oder Betriebsmodus einstellt. Mit Aktivierung der Schaltelemente ist hierbei insbesondere gemeint, dass eine Kupplung geschlossen wird oder eine Bremse betätigt wird, sodass über die Kupplung eine Kraft von einer Welle auf eine weitere Welle übertragen wird oder mittels der Bremse eine Kraft auf einen Fixpunkt, insbesondere das Getriebegehäuse, übertragen wird. Aus der Schaltmatrix ist ersichtlich, dass sich je nach Kombination der vier Schaltelemente fünf Gänge Gl G5 einstellen lassen, wobei der ersteFIG. 2 shows a switching matrix of the transmission. The individual switching elements SE1..SE4 are indicated in the columns, and in the last column, for example, an approximate gear ratio resulting between one of the drive units and the output shaft. In the lines, the different gears, gears or operating modes of the transmission are specified. By means of crosses zen is shown in the switching matrix, which must be activated the switching elements, so that the appropriate gear or operating mode is set. By activating the switching elements, this means in particular that a clutch is closed or a brake is actuated, so that via the coupling a force is transmitted from one shaft to another shaft or by means of the brake force on a fixed point, in particular the transmission housing transmitted becomes. It can be seen from the switching matrix that, depending on the combination of the four switching elements, five gears Gl G5 can be set, with the first one being the first one
Gang Gl das höchste Übersetzungsverhältnis und der fünfte Gang G5 das niedrigste Übersetzungsverhältnis aufweist. Bei den Gängen G1..G5 liegt bevorzugt jeweils zwischen dem erstem Antriebsaggregat 7 und der Ausgangswelle 11 ein festes Drehzahlverhältnis entsprechend der in der letzten Spalte angegebenen Übersetzung an. Die Ausgangswelle wird in den Gängen G1..G5 entweder von dem ersten Antriebsaggregat 7 alleine oder mit dem zweiten Antriebsaggregat 8 zusammen angetrieben. Insbesondere sind dies verbrennungsmotorische oder hybridische Gänge, beispielsweise wenn das erste Antriebsaggregat 7 ein Verbrennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 8 eine elektrische Maschine. Diese Gänge ermöglichen auch eine Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors, so dass die elektrische Maschine generatorisch betrieben werden kann und ein Laden einer Batterie während des Betriebs, insbesondere Fahrbetrieb eines Fahrzeugs, erfolgen kann. In den folgenden Zeilen der Matrix schließt sich der Gang El oder Betriebsmodus an, in dem nur das zweite Antriebsaggregat 8 mit der Ausgangswelle 11 verbunden ist. Hierzu muss insbesondere das erste, zweite, und das dritte Schaltelement S EI, S E2, S3 geöffnet und das vierte Schaltelement S E4 geschlossen sein, damit keine Verbindung zum ersten Antriebsaggregat 7 besteht. Dies ist insbesondere ein elektromotorischer Gang, beispielsweise wenn das zweite Antriebsaggregat eine elektrische Maschine ist. Vorteilhaft kann in diesem Gang ein Fahrzeug lokal emissionsfrei betrieben werden. Beispielhaft ergibt sich bei Verbinden des zweiten Antriebsaggregates 8 mittels dem vierten Schaltelement S E4 mit der Ausgangswelle 11 die in der Schaltmatrix angegebenen Übersetzung zwischen dem zweiten Antriebsaggregat 8 und der Abtriebswelle 11. Gear Gl has the highest gear ratio and the fifth gear G5 has the lowest gear ratio. In the gears G1..G5 is preferably between the first drive unit 7 and the output shaft 11 is preferably a fixed speed ratio according to the translation given in the last column. The output shaft is driven in the gears G1..G5 either by the first drive unit 7 alone or together with the second drive unit 8. In particular, these are internal combustion or hybrid gears, for example, when the first drive unit 7 is an internal combustion engine and the second drive unit 8 is an electric machine. These gears also allow a load point increase of the internal combustion engine, so that the electric machine can be operated as a generator and charging a battery during operation, in particular driving a vehicle, can be done. In the following lines of the matrix, the gear El or operating mode follows, in which only the second drive unit 8 is connected to the output shaft 11. For this purpose, in particular the first, second, and third switching element S EI, S E2, S3 must be opened and the fourth switching element S E4 must be closed so that there is no connection to the first drive unit 7. This is in particular an electromotive gear, for example when the second drive unit is an electric machine. Advantageously, in this gear, a vehicle can be operated locally emission-free. By way of example, when the second drive unit 8 is connected to the output shaft 11 by means of the fourth shift element S E4, the ratio between the second drive unit 8 and the output shaft 11 specified in the shift matrix results.
Mittels Schließens des dritten Schaltelementes S E3 und Öffnen der verbleiben- den Schaltelemente S EI, S E2, S E4 ergibt sich ein leistungsverzweigter Betrieb, der eCVTl-Modus, welcher eine voneinander unabhängige Vortriebsleistung an der Ausgangswelle 11 und Ladeleistung des zweiten Antriebsaggregates 8 ermöglicht. Insbesondere eignet sich dieser Betriebsmodus zum hybridischen Anfahren bei niedrigem Batterieladezustand, da ein stufenloses Verändern der Übersetzungsverhältnisse und damit insbesondere stufenloses Beschleunigen bei gleichzeitigem generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsaggregates 8 möglich ist. By closing the third switching element S E3 and opening the remaining switching elements S EI, S E2, S E4 results in a power-split operation, the eCVTl mode, which allows an independent propulsion power at the output shaft 11 and charging power of the second drive unit 8. In particular, this mode of operation is suitable for hybrid start-up with a low battery state of charge, since infinitely variable transmission ratios and thus, in particular stepless acceleration, are possible with simultaneous generator operation of the second drive unit 8.
Ein weiterer Modus CHI, oder auch Standladen, genannt, ergibt sich, wenn das zweite Schaltelement geschlossen und das erste, dritte und vierte Schaltelement geöffnet sind. Die Antriebsaggregate 7 und 8 werden dabei miteinander gekoppelt, wobei keine Verbindung zur Ausgangswelle 11 besteht. In diesem Betriebsmodus kann während des Stillstands der Ausgangswelle, insbesondere eines Fahrzeugs, mittels des ersten Antriebsaggregates 7 das zweite 8 angetrie- ben werden, beispielsweise generatorisch zum Laden einer elektrischen Energiequelle 70, insbesondere einer Batterie, verwendet werden. Alternativ kann mittels des zweiten Antriebsaggregates 8 auch das erste 7 angetrieben werden und beispielsweise ein Verbrennungsmotorstart oder eine Diagnose des Verbrennungsmotors durchgeführt werden, falls das erste Antriebsaggregat 7 ein Ver- brennungsmotor ist und das zweite Antriebsaggregat 8 eine elektrische Maschine ist. Another mode CHI, also known as standby, results when the second switching element is closed and the first, third and fourth switching elements are open. The drive units 7 and 8 are coupled together, with no connection to the output shaft 11. In this operating mode, during the stoppage of the output shaft, in particular of a vehicle, the second 8 can be driven by means of the first drive unit 7, for example as a generator for charging an electrical energy source 70, in particular a battery. Alternatively, by means of the second drive unit 8 and the first 7 are driven and, for example, a combustion engine start or a diagnosis of the internal combustion engine are performed, if the first drive unit 7 is a combustion engine and the second drive unit 8 is an electric machine.
Figur 3 zeigt ein Fahrzeug 300 mit Rädern 310, wobei das Fahrzeug eine Hybridantriebsanordnung 200, wie oben beschrieben, umfasst. FIG. 3 shows a vehicle 300 with wheels 310, the vehicle comprising a hybrid drive arrangement 200 as described above.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung 200 mit einem Getriebe 100. Mit Schritt 405 startet das Verfahren. In Schritt 410 wird ein Betriebsvorgabesignal BV ermittelt und in Schritt 420 mindestens eines der Schaltelemente SE1....SE4 zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes 100 in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals BV angesteuert. Mit Schritt 425 endet das Verfahren. Das Betriebsvorgabesignal BV ist hierbei entweder ein Parameter für eine physikalische Größe im Getriebe 100 wie z.B. ein Drehmoment oder eine Drehzahl oder eine zu übertragende Leistung, welche an einer Komponente des Getriebes 100 anliegen oder übertragen werden soll. Diese Komponenten sind insbesondere die Eingangswelle 10, die Ausgangswelle 11 aber auch die Parameter an den Antriebsaggregaten 7, 8 oder den Schaltelementen SE1..SE4. Darüber hinaus kann das BetriebsvorgabesignalFIG. 4 shows a flow chart of a method 400 for operating a hybrid drive arrangement 200 with a transmission 100. The method starts with step 405. In step 410, an operating command signal BV is determined and in step 420 at least one of the switching elements SE1 .... SE4 for adjusting the functionality of the transmission 100 in response to the operational command signal BV is controlled. At step 425, the process ends. In this case, the operating specification signal BV is either a parameter for a physical variable in the transmission 100, such as a torque or a rotational speed or a power to be transmitted, which is to be applied or transmitted to a component of the transmission 100. These components are in particular the input shaft 10, the Output shaft 11 but also the parameters of the drive units 7, 8 or the switching elements SE1..SE4. In addition, the operational default signal
BV auch einen bestimmten Betriebsmodus wie einen der fünf Gänge Gl G5 oder den Gang El, welcher nur mit dem zweiten Antriebsaggregat betrieben wird, oder auch die besonderen Funktionen eCVTl, oder Standladen CHI darstellen. In Abhängigkeit dieses Betriebsvorgabesignals BV werden die Schaltelemente SEI bis SE4 entsprechend der Schaltmatrix angesteuert, um das Getriebe 100 in den entsprechenden Gang oder Betriebsmodus zu schalten. Für eine Zugkraftunterbrechungsfreie Umschaltung zwischen den einzelnen Gängen oder Betriebsmodi ist es notwendig, dass eines der Schaltelemente SE1....SE4 seinen Zustand vor und nach der Schaltung beibehält, wobei ein weiteres Schaltelement während des Schaltens aus dem geöffneten in den geschlossenen Zustand übergeht, während ein anderes aus dem geschlossenen in den geöffneten Zustand übergeht. BV also a certain operating mode such as one of the five gears Gl G5 or the gear El, which is operated only with the second drive unit, or the special functions eCVTl, or stall CHI represent. In response to this operation command signal BV, the switching elements SEI to SE4 are driven according to the switching matrix to switch the transmission 100 into the corresponding gear or operating mode. For a traction interruption-free switching between the individual gears or operating modes, it is necessary that one of the switching elements SE1 .... SE4 maintains its state before and after the circuit, wherein another switching element during the switching from the open to the closed state, while another goes from the closed to the open state.

Claims

Ansprüche claims
1. Getriebe (100) für eine Hybridantriebsanordnung, A transmission (100) for a hybrid drive assembly,
welches mit zwei Antriebsaggregaten (7, 8) koppelbar ist,  which can be coupled with two drive units (7, 8),
mit  With
einer Eingangswelle (10) und einer Ausgangswelle (11),  an input shaft (10) and an output shaft (11),
mindestens einem ersten und einem zweiten Schaltelement (SEI, SE2), mindestens einem ersten und einem zweiten Planetengetriebe (5,6)  at least one first and one second switching element (SEI, SE2), at least one first and one second planetary gear (5,6)
wobei die Eingangswelle (10) mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes (5) gekoppelt ist,  wherein the input shaft (10) is coupled to the planet carrier of the first planetary gear (5),
wobei das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes (6) mittels dem ersten Schaltelement (SEI) koppelbar ist mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes (5) und mittels dem zweiten Schaltelement (SE2) koppelbar ist mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes (5),  wherein the sun gear of the second planetary gear (6) by means of the first switching element (SEI) is coupled to the ring gear of the first planetary gear (5) and by means of the second switching element (SE2) is coupled to the planet carrier of the first planetary gear (5),
wobei das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes (5) mit dem Hohlrad des zwei ten Planetengetriebes (6) gekoppelt ist,  wherein the sun gear of the first planetary gear (5) is coupled to the ring gear of the two th planetary gear (6),
und die Ausgangswelle (11) mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes (6) gekoppelt ist.  and the output shaft (11) is coupled to the planet carrier of the second planetary gear (6).
2. Getriebe nach Anspruch 1, 2. Transmission according to claim 1,
mit einem dritten Schaltelement (SE3), welches dazu eingerichtet ist, das Hohlrad des ersten Planetengetriebes (5) abzubremsen oder freizugeben.  with a third switching element (SE3) which is adapted to decelerate or release the ring gear of the first planetary gear (5).
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, 3. Transmission according to claim 1 or 2,
mit einem vierten Schaltelement (SE4), welches dazu eingerichtet ist, das Sonnen rad des ersten Planetengetriebes (5) abzubremsen oder freizugeben.  with a fourth switching element (SE4), which is adapted to the sun gear of the first planetary gear (5) decelerate or release.
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Transmission according to one of the preceding claims,
wobei das erste und/ oder das zweite Schaltelement (SEI, SE2) eine Kupplung umfasst. wherein the first and / or the second switching element (SEI, SE2) comprises a clutch.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, 5. Transmission according to one of claims 2 or 3,
wobei das dritte und/ oder das vierte Schaltelement (SE3, SE4) eine Bremse um- fasst.  wherein the third and / or the fourth switching element (SE3, SE4) comprises a brake.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Transmission according to one of the preceding claims,
wobei ein erstes Antriebsaggregat (7), insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit der Eingangswelle (10) koppelbar ist und/ oder ein zweites Antriebsaggregat (8), insbesondere eine elektrische Maschine, mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes (6) koppelbar ist.  wherein a first drive unit (7), in particular an internal combustion engine, with the input shaft (10) is coupled and / or a second drive unit (8), in particular an electric machine with the sun gear of the second planetary gear (6) can be coupled.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Transmission according to one of the preceding claims,
wobei ein Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes (100) zugkraftun- terbrechungsfrei erfolgt.  wherein a change in the gear ratios of the transmission (100) traction takes place unbreakable.
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Transmission according to one of the preceding claims,
mit einer Ansteuerung (50) zur Ansteuerung mindestens eines der Schaltelemente (SE1..SE4) in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebsvorgabesignals (BV).  with a control (50) for controlling at least one of the switching elements (SE1..SE4) as a function of a predetermined operational default signal (BV).
9. Hybridantriebsanordnung (200) mit einem Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hybridantriebsanordnung ein zweites Antriebsaggregat (8) und/ oder einen Pulswechselrichter (60), Batterie (70) oder ein erstes Antriebsaggregat (7) umfasst. 9. hybrid drive arrangement (200) with a transmission (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the hybrid drive assembly comprises a second drive unit (8) and / or a pulse inverter (60), battery (70) or a first drive unit (7) ,
10. Fahrzeug (300) mit einer Hybridantriebsanordnung (200) nach Anspruch 9. 10. vehicle (300) with a hybrid drive arrangement (200) according to claim 9.
11. Verfahren (400) zum Betrieb einer Hybridantriebsanordnung (200) mit einem Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 1-8 mit den Schritten: 11. A method (400) for operating a hybrid drive assembly (200) with a transmission (100) according to any one of claims 1-8, comprising the steps of:
Ermitteln (410) eines Betriebsvorgabesignals (BV)  Determining (410) an operational default signal (BV)
Ansteuern (420) mindestens eines der Schaltelemente (SE1..SE4) zur Einstellung der Funktionalität des Getriebes (100) in Abhängigkeit des Betriebsvorgabesignals (BV).  Activating (420) at least one of the switching elements (SE1..SE4) for setting the functionality of the transmission (100) as a function of the operating specification signal (BV).
12. Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren (400) nach Anspruch 11 auszuführen. A computer program configured to execute the method (400) of claim 11.
13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm spruch 12 gespeichert ist. 13. Machine-readable storage medium on which the computer program claim 12 is stored.
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