WO2020200531A1 - Hybridantriebssystem - Google Patents

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WO2020200531A1
WO2020200531A1 PCT/EP2020/051434 EP2020051434W WO2020200531A1 WO 2020200531 A1 WO2020200531 A1 WO 2020200531A1 EP 2020051434 W EP2020051434 W EP 2020051434W WO 2020200531 A1 WO2020200531 A1 WO 2020200531A1
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WO
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gear
planetary gear
input shaft
spur gear
spur
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PCT/EP2020/051434
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Tobias Schilder
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Daimler AG
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Publication date
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
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    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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 hybrid drive system.
  • a hybrid drive system is already known from DE 10 2010 063 580 A1.
  • the invention is based in particular on the object of providing an advantageously compact hybrid drive system. It is by an inventive
  • the invention is based on a hybrid drive system with an internal combustion engine, which has a crankshaft, with an electric drive unit, which has an electric machine with a rotor and a stator, with a spur gear, which includes a first input shaft and a countershaft, with a
  • Planetary gear which comprises a second input shaft and an output shaft, wherein the crankshaft of the internal combustion engine is arranged coaxially to the first input shaft and coupled or can be coupled to the first input shaft in a rotationally fixed manner.
  • the hybrid drive system has an axle drive which is arranged coaxially to the second input shaft, the rotor being coupled or connectable to the second input shaft via at least a first pair of spur gears of the spur gear, the spur gear being a second
  • the planetary gear has exactly one simple planetary gear set, and the countershaft via exactly one spur gear pair, in particular a fourth spur gear pair of the spur gear is coupled to a sun gear of the planetary gear set.
  • the planetary gear is formed in particular by a multi-gear power shiftable, axially parallel EV gear, in which both drive power from the electrical machine and drive power from the internal combustion engine can be transmitted.
  • the spur gear is formed in particular by an axially parallel multi-speed internal combustion engine transmission that cannot be shifted under power.
  • Planetary gear and the spur gear can in particular be a
  • Hybrid group transmissions are provided, in which during the switchover in the spur gear, which basically takes place with load interruption, the electric machine takes over the driving task via the planetary gear and thus the
  • Circuit supports which thereby becomes a load circuit.
  • an advantageously axially short hybrid drive system can thereby be provided in particular.
  • an axial space gain can be achieved.
  • a modularity between the electric drive system and the hybrid transmission can be achieved in particular.
  • low losses in particular can be achieved by using many claw switching elements.
  • an advantageously compact hybrid drive system can thereby be provided.
  • a hybrid drive system with a power-shiftable hybrid transmission with little axial construction effort can be provided, wherein in particular a non-power-shiftable spur gear can be used. This results in the use of a power-shiftable electrical drive system as a group unit.
  • the hybrid drive system is preferably used to drive a motor vehicle, if necessary by means of the internal combustion engine and / or the electric machine.
  • the electric machine is designed in particular as an electric motor and / or as a motor generator.
  • the rotor is arranged radially within the stator.
  • the stator is preferably permanently connected to a housing in a rotationally fixed manner.
  • the housing is installed in a fixed position and non-rotatable in the motor vehicle in an assembled state.
  • a rotationally fixed connection of two rotatably mounted elements should be understood to mean that the two elements are arranged coaxially to one another and are connected to one another in such a way that they rotate at the same angular speed.
  • a rotationally fixed connection of a rotatably mounted element with a housing is closed understand that the element is connected to the housing in such a way that it cannot be rotated relative to the housing.
  • a coaxial arrangement of two rotatably mounted or rotationally symmetrical elements is to be understood as meaning that the elements are arranged in such a way that their axes of rotation and / or their axes of rotational symmetry coincide.
  • An “input shaft” is to be understood in particular as a transmission element which forms a transmission input of the respectively assigned transmission group.
  • the input shaft is preferably provided for providing an input speed of the respectively assigned transmission group.
  • the first input shaft is structurally seen for a rotationally fixed connection to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the second input shaft is particularly preferably provided structurally for connection to an output of the spur gear.
  • An “output” is to be understood in particular as a transmission element that forms a transmission output of the respectively assigned transmission group.
  • An “output shaft” is to be understood in particular as a transmission element which is provided at least structurally for connecting an axle drive.
  • a “planetary gear” is to be understood as meaning, in particular, a gear that has at least one planetary gear connected to a planet carrier, which is coupled to a ring gear in a radial direction to the outside and to a sun gear in a radial direction inwards.
  • the planetary gear particularly preferably has exactly one planetary gear set.
  • a “planetary gear set” should be understood to mean, in particular, a unit with a sun gear, a ring gear and at least one planet gear guided by a planet gear carrier on a circular path around the sun gear.
  • the planetary gear set has exactly one standtranslation ratio.
  • a “spur gear pairing” should be understood to mean, in particular, a pairing of at least two intermeshing gears, in particular spur gears, which are preferably arranged in a gear plane.
  • the spur gear pairing advantageously has exactly one stationary transmission ratio.
  • the second pair of spur gears is preferably designed to be switchable.
  • the third pair of spur gears is preferably designed to be switchable.
  • the spur gear has at least one switching unit.
  • a “switchable spur gear pairing” is to be understood in particular as a switchable and / or decoupling spur gear pairing.
  • the switchable spur gear pairing preferably comprises at least one idler gear and at least one fixed gear.
  • a "switching unit” is to be understood as meaning in particular a unit with exactly two coupling elements, which is provided to connect two gear elements rotatably mounted to one another, such as an idler gear and a gear output shaft or an idler gear and a gear input shaft or adjacent idler gears of different gear levels, to be switchable .
  • Two adjacent, in particular axially adjacent, switching units can basically be combined to form a common double switching unit in which, for example, a common coupling element is provided for both switching units.
  • Each of the switching units can in principle be designed as a purely form-fitting switching unit, for example as a claw clutch, as a form-fitting and frictional switching unit, for example in the form of a synchronized claw clutch, or as a purely frictional switching unit, for example in the form of a multi-plate clutch.
  • the at least one switching unit preferably has at least one switching element.
  • the at least one switching element is arranged coaxially to the first input shaft.
  • the at least one switching element, in particular displaceable is arranged on the first input shaft.
  • the at least one switching element is preferably formed by a claw switching element.
  • the Klauenschaltele element can in particular be designed with or without synchronization.
  • the position of the at least one switching element can be at all points between the crankshaft and the second input shaft of the planetary gear.
  • the first pair of spur gears is arranged in the torque flow before the output of the spur gear.
  • the first pair of spur gears is preferably separated from a direct torque flow from the internal combustion engine to the axle drive.
  • the electrical machine is preferably coupled via the first spur gear stage and the fourth spur gear stage to the second input shaft of the planetary gear.
  • an “axle drive” is to be understood as meaning, in particular, a transmission of a motor vehicle which is provided to transmit a power from a drive unit of the motor vehicle to the axle of the drive wheels of the motor vehicle.
  • the axle drive is provided to carry a force from the transmission to the shaft of the drive wheels of the motor vehicle.
  • the axle drive is preferably formed, for example, by a differential gear. In this way, in particular, an advantageously compact arrangement of an axle drive can be achieved. In particular, an offset of the axes can be achieved, which enables an axially short hybrid drive system.
  • axial and radial relate in particular to a main axis of rotation of the gearbox, especially the input shafts, so that the term “axial” in particular denotes a direction that is parallel or coaxial with the main axis of rotation. Furthermore, the term “radial” denotes, in particular, a direction which is perpendicular to the main axis of rotation.
  • the crankshaft, the rotor and the second input shaft are arranged axially parallel and offset from one another.
  • an advantageously compact connection of the spur gear to the internal combustion engine can be achieved.
  • an advantageously compact arrangement of the transmission can be achieved.
  • an offset of the axes can be achieved, which enables an axially short hybrid drive system.
  • the hybrid drive system preferably has a torsional damper.
  • the torsional damper is preferably connected between the internal combustion engine and the spur gear.
  • the first input shaft is preferably connected to the crankshaft of the internal combustion engine at least via the torsion damper.
  • the hybrid drive system have at least one
  • the at least one separating clutch being arranged coaxially to the crankshaft.
  • an advantageously arranged separating clutch can be provided. This advantageously enables the hybrid drive system to be installed transversely.
  • the hybrid drive system can with and without additional Separating clutch can be equipped. If it is not possible to start up via the electrical machine, the separating clutch can be dimensioned as a starting clutch. It can also be used to start the internal combustion engine in an electric drive. Due to interposed switching elements in the spur gear, the separating clutch has no losses due to an electric drive
  • the countershaft has a first countershaft gear, which forms a gear of the second spur gear pair, a second countershaft gear, which forms a gear of the third spur gear pair, and a countershaft output gear, which together with a planetary gear input gear of the planetary gear unit forms the fourth spur gear pair the planetary gear input gear is firmly connected to the sun gear of the planetary gear set.
  • the first countershaft gear forms a gear of the first spur gear pair.
  • an advantageously compact, in particular axially compact, hybrid drive system can be achieved. This advantageously enables the hybrid drive system to be installed transversely.
  • the first countershaft wheel of the first pair of spur gears is formed by a fixed gear.
  • the second countershaft gear of the third spur gear pair is preferably formed by a fixed gear.
  • the countershaft output gear of the fourth spur gear pair is preferably formed by a fixed gear.
  • the first input shaft preferably has a first input shaft gear and a second input shaft gear.
  • the first input shaft gear preferably forms a gear of the second spur gear pair.
  • the first input shaft gear of the second spur gear pair is preferably formed by an idler gear.
  • the second input shaft gear preferably forms a gear of the third spur gear pair.
  • the second input shaft gear of the third spur gear stage is preferably formed by an idler gear. In principle, however, training as a fixed wheel would also be conceivable.
  • the electric drive unit preferably has an output gear.
  • the output gear preferably forms a gear of the first spur gear pair.
  • the output gear of the first pair of spur gears is formed by a fixed gear.
  • the electrical machine is preferably connected directly to the output gear of the electrical drive unit.
  • the planetary gear input gear of the fourth spur gear pair is preferably formed by a fixed gear.
  • the planetary gear input gear is preferably rotationally fixed connected to the second input shaft.
  • the second input shaft is preferably rotationally connected to the sun gear of the planetary gear set.
  • the countershaft of the spur gear can be divided into two countershafts.
  • a position of the spur gear pairs of the spur gear can in principle also differ from an arrangement described and shown. In principle, it is also possible for gear planes of the same spur gear to be exchanged for structural reasons. Furthermore, an arrangement of the electrical machine can also be changed.
  • the planetary gear at least one
  • Input shaft can be advantageously transmitted to the output shaft without a translation.
  • An “interlocking shift element” is to be understood in particular as an element which is provided for interlocking the planetary gear set, with rotation of the sun gear of the planetary gear set relative to the ring gear of the planetary gear set being prevented.
  • the interlocking switching element is preferably designed as a clutch.
  • the planetary gear has at least one braking element, by means of which a ring gear of the planetary gear set can be connected to the housing in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear of the planetary gear set can advantageously be connected to the housing in a rotationally fixed manner.
  • the braking element can also be designed as a clutch.
  • the hybrid drive system has a first radial bearing and a second radial bearing, the axle drive by means of the first
  • Radial bearing is mounted radially opposite the housing and by means of the second radial bearing radially opposite the sun gear of the planetary gear set.
  • Embodiment an advantageous storage of the planetary gear is made possible.
  • the first radial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • the second radial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system have a first axial bearing and a second axial bearing, the axle drive being mounted axially opposite the sun gear of the planetary gear set by means of the first axial bearing and axially opposite the ring gear of the planetary gear set by means of the second axial bearing.
  • the first axial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • the second axial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system has a third axial bearing, the ring gear of the planetary gear set being supported axially with respect to a housing by means of the third axial bearing.
  • This configuration enables an advantageous mounting of the planetary gear.
  • the third axial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system has a third radial bearing, the ring gear of the planetary gear set being supported radially opposite the axle drive by means of the third radial bearing.
  • This configuration enables an advantageous mounting of the planetary gear.
  • the third radial bearing is preferably designed as a roller bearing.
  • Planetary gear and is arranged axially overlapping to the planetary gear.
  • Hybrid drive system can be achieved.
  • the planetary gear set is arranged at least essentially axially at the level of the second pair of spur gears. In this way, an advantageously compact hybrid drive system can be achieved.
  • “at least essentially” is to be understood in particular to mean that a deviation from a predetermined value is in particular less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the predetermined value.
  • Fig. 1 shows a hybrid drive system according to the invention in a schematic
  • Representation and 2 shows a planetary gear, an axle gear and a partially illustrated housing of the hybrid drive system according to the invention in a schematic representation.
  • FIGS. 1 and 2 show schematically a hybrid drive system 10 according to the invention for a motor vehicle, not shown in detail.
  • the motor vehicle is an example of a car.
  • the motor vehicle is preferably formed by a front-wheel drive motor vehicle.
  • the motor vehicle comprises a drive train via which drive wheels of the motor vehicle are driven, which are not visible any further.
  • the drive train comprises the hybrid drive system 10.
  • the motor vehicle has the hybrid drive system 10.
  • the hybrid drive system 10 has an internal combustion engine 12. Of the
  • Internal combustion engine 12 is particularly installed transversely.
  • the internal combustion engine 12 has a crankshaft 14.
  • the crankshaft 14 extends in particular transversely to a straight-ahead driving direction.
  • the hybrid drive system 10 is installed transversely.
  • the hybrid drive system 10 has a front-transverse architecture.
  • Hybrid drive system 10 is installed transversely to an intended straight-ahead driving direction.
  • the hybrid drive system 10 also has an electric drive unit 16.
  • the electric drive unit 16 has an electric machine 18.
  • the electrical machine 18 has a rotor 20.
  • the electrical machine 18 also has a stator 22.
  • the electric machine 18 is on one of the
  • Internal combustion engine 12 facing side of the hybrid drive system 10 is arranged.
  • the electric machine 18 is provided in addition to the internal combustion engine 12 for generating a further drive torque.
  • the electric machine 18 forms an elec tric motor. It would also be possible, instead of the electric machine 18, to provide a hy draulic or pneumatic drive unit with a correspondingly assigned energy store.
  • the electrical machine 18 is provided to selectively convert electrical energy into mechanical energy or to convert mechanical energy into electrical energy.
  • the electrical machine 18 has the stator 22 and the rotor 20.
  • the stator 22 is firmly connected to a body of the motor vehicle.
  • the rotor 20 is arranged rotatably relative to the stator 22.
  • the motor vehicle has a rechargeable battery device, not shown in detail.
  • the battery device is intended to provide electrical energy to drive the electrical machine 18 and to provide electrical see to store energy that is generated by the internal combustion engine 12 or fed from an external power grid.
  • the hybrid drive system 10 also has a multi-speed transmission.
  • the hybrid drive system 10 has a spur gear 24.
  • the spur gear 24 has a first input shaft 28.
  • the spur gear 24 has a countershaft 30.
  • the crankshaft 14 of the internal combustion engine 12 can be coupled to the first input shaft 28 in a rotationally fixed manner.
  • the first input shaft 28 of the spur gear 24 is arranged coaxially to the cure belwelle 14 of the internal combustion engine 12.
  • the hybrid drive system 10 has a torsion damper 32 which is arranged between the first input shaft 28 and the crankshaft 14.
  • the hybrid drive system 10 has a separating clutch 34 which is provided for a rotationally fixed coupling of the crankshaft 14 and the first input shaft 28.
  • the separating clutch 34 is arranged coaxially to the crankshaft 14.
  • the separating clutch 34 is arranged axially between the internal combustion engine 12 and the spur gear 24.
  • the separating clutch 34 is arranged axially between the torsion damper 32 and the spur gear 24.
  • the hybrid drive system 10 has a planetary gear 26.
  • the planetary gear 26 comprises a second input shaft 36 and an output shaft 38, wherein the crankshaft 14 of the internal combustion engine 12 is coaxial with the first input shaft 28 angeord net and rotatably coupled or can be coupled to the first input shaft 28.
  • the cure belwelle 14, the rotor 20 and the second input shaft 36 are axially parallel and axially offset to one another.
  • the planetary gear 26 has exactly one simple planetary gear set 40.
  • the planetary gear set 40 has a sun gear 42.
  • the second input shaft 36 is rotationally fixed to the sun gear 42 of the planetary gear set 40 verbun. In principle, the sun gear 42 can also be formed as the second input shaft 36.
  • the planetary gear set 40 has a ring gear 44.
  • the planetary gear set 40 has a planetary gear carrier 46.
  • the output shaft 38 is non-rotatably connected to the plane wheel carrier 46.
  • the planetary gear set 40 has at least one planetary gear 48.
  • the planetary gear 26 has a planetary gear input gear 50.
  • the planetary gear input gear 50 is arranged coaxially to the second input shaft 36 of the planetary gear 26.
  • the planetary gear input gear 50 is arranged on the second input shaft 36.
  • the planetary gear input gear 50 is connected to the second input shaft 36 in a rotationally fixed manner.
  • the planetary gear input gear 50 is non-rotatably connected to the sun gear 42 of the planetary gear set 40.
  • the spur gear 24 is formed by spur gear pairs 52, 54, 56, 58, each with two spur gear meshes.
  • the spur gear 24 has a first spur gear pair 52 of the spur gear pairs 52, 54, 56, 58.
  • the spur gear 24 has a second spur gear pairing 54 of the spur gear pairs 52, 54, 56, 58.
  • the second pair of spur gears 54 is designed to be switchable.
  • the spur gear 24 has a third spur gear pair 56 of the spur gear pairs 52, 54, 56, 58.
  • the third spur gear pair 56 is designed to be switchable.
  • the spur gear 24 has a fourth spur gear pair 58 of the spur gear pairs 52, 54, 56, 58.
  • the second spur gear pairing 54 is exemplarily arranged on a side of the third spur gear pairing 56 facing away from the internal combustion engine 12.
  • the second spur gear pairing 54 and the third spur gear pairing 56 have different gear ratios.
  • the rotor 20 is coupled or can be coupled to the second input shaft 36 via the first pair of spur gears 52 of the spur gear 24.
  • the countershaft 30 is coupled to the sun gear 42 of the planetary gear set 40 via exactly one spur gear pair, namely the fourth spur gear pair 58 of the spur gear transmission 24.
  • the planetary gear set 40 is arranged at least substantially axially at the level of the second spur gear pair 54.
  • the first pair of spur gears 52 is arranged in a first gear plane, not shown in detail.
  • the second pair of spur gears 54 is arranged in a second gear plane, not shown in detail.
  • the third spur gear pair 56 is arranged in a third gear plane, not shown in detail.
  • the fourth spur gear pair 58 is arranged in a fourth gear plane, not shown in detail.
  • the first gear plane and the second gear plane are arranged in a common gear plane. Due to the common gear plane of the first gear plane and the second gear plane, the hybrid drive system 10 comprises exactly three gear planes.
  • the first input shaft 28 has a first input shaft gear 60.
  • the first input shaft gear 60 forms a wheel of the second spur gear pairing 54.
  • the first input shaft gear 60 is coaxial with the first input shaft 28 of the spur gear 24 is arranged.
  • the first input shaft gear 60 is arranged on the first input shaft 28.
  • the first input shaft gear 60 of the second spur gear pair 54 is formed by a loose gear.
  • the countershaft 30 has a first countershaft gear 62.
  • the first countershaft gear 62 forms a gear of the first spur gear pair 52.
  • the first countershaft gear 62 forms a gear of the second spur gear pair 54.
  • the first countershaft gear 62 is arranged coaxially with the countershaft 30 of the spur gear 24.
  • the first countershaft gear 62 is arranged on the countershaft 30.
  • the first Lay shaft gear 62 of the first pair of spur gears 52 is formed by a fixed gear.
  • the first input shaft gear 60 meshes directly with the first counters
  • the first input shaft 28 has a second input shaft gear 64.
  • the second input shaft gear 64 forms a gear of the third spur gear pairing 56.
  • the second input shaft gear 64 is coaxial with the first input shaft 28 of the spur gear 24 is arranged.
  • the second input shaft gear 64 is net angeord on the first input shaft 28.
  • the second input shaft gear 64 of the third spur gear pair 56 is formed by a Los wheel.
  • the countershaft 30 has a second countershaft gear 66.
  • the second countershaft gear 66 forms a gear of the third spur gear pairing 56.
  • the second countershaft gear 66 is arranged coaxially to the countershaft 30 of the spur gear 24.
  • the second countershaft gear 66 is net angeord on the countershaft 30.
  • the second countershaft gear 66 of the third spur gear pair 56 is formed by a fixed gear.
  • the second input shaft gear 64 meshes directly with the second counter shaft gear 66.
  • the spur gear 24 has an output.
  • the output is formed by the fourth end wheel pairing 58.
  • the countershaft 30 has a countershaft output gear 68.
  • the countershaft output gear 68 forms together with the planetary gearbox gear 50 of the planetary gear 26, the fourth spur gear pairing 58.
  • the countershaft lenabtriebsrad 68 is coaxial with the countershaft 30 of the spur gear 24 is arranged.
  • the countershaft output gear 68 is arranged on the countershaft 30.
  • the countershaft output gear 68 of the fourth spur gear pair 58 is formed by a fixed wheel.
  • the countershaft output gear 68 meshes directly with the planetary gear input gear 50.
  • the spur gear 24 has a first switching unit 70.
  • the first switching unit 70 has a first switching element 72.
  • the first switching element 72 is provided for a releasable coupling of the first input shaft gear 60 to the first input shaft 28.
  • the first switching element 72 is formed by a claw switching element.
  • the first switching element 72 is formed by a synchronized claw switching element.
  • the first switching element 72 is arranged coaxially with the first input shaft 28.
  • the spur gear 24 has a second switching unit 74.
  • the second switching unit 74 has a second switching element 76.
  • the second switching element 76 is provided for a releasable coupling of the second input shaft gear 64 to the first input shaft 28.
  • the second switching element 76 is formed by a claw switching element.
  • the second switching element 76 is formed by a synchronized claw switching element.
  • the second shift element 76 is arranged coaxially to the first input shaft 28.
  • the first switching element 72 and the second switching element 76 are coupled to one another, so that only one of the two switching elements 72, 76 can be in a closed state. Exactly two gears can be shifted, for example, by means of the spur gear 24.
  • the number of speed ratios between the internal combustion engine 12 and the electric machine 18 corresponds to the number of gears of the spur gear 24.
  • the electric drive unit 16 has an output gear 78.
  • the output gear 78 forms a gear of the first spur gear pair 52.
  • the output gear 78 of the first spur gear pair 52 is formed by a fixed gear.
  • the electric machine 18 is connected directly to the driven wheel 78 of the electric drive unit 16.
  • the output gear 78 is arranged axially parallel and axially offset to the countershaft 30 of the spur gear 24.
  • the output gear 78 meshes directly with the first countershaft gear 62.
  • the rotor 20 of the electrical machine 18 can be coupled to the countershaft 30 of the spur gear 24 via the first pair of spur gears 52.
  • the rotor 20 of the electrical machine 18 is permanently coupled to the second input shaft 36 of the planetary gear 26 via the countershaft 30 of the spur gear transmission 24. To switch the spur gear 24, the driving task is transferred to the electric machine 18, whereby the scarf device of the spur gear 24 is supported.
  • the first spur gear pairing 52 includes the output gear 78 and the first countershaft gear 62.
  • the second spur gear pairing 54 includes the first input shaft gear 60 and the first countershaft gear 62.
  • the third spur gear pairing 56 includes the second input shaft gear 64 and the second countershaft gear 66.
  • the fourth spur gear pairing 58 comprises the countershaft output gear 68 and the planetary gear input gear 50.
  • the planetary gear input gear 50 forms a gear of the fourth spur gear pair 58.
  • the planetary gear input gear 50 of the fourth spur gear pair 58 is formed by a fixed wheel.
  • the spur gear pairs 52, 54, 56 of the spur gear 24 are arranged in the moment flow in front of the output of the spur gear 24.
  • the output forms an output of the spur gear 24 for the two switchable spur gear pairs 54, 56 and for the spur gear pairing 52.
  • the hybrid drive system 10 has an axle drive 82 which is arranged coaxially with the second input shaft 36.
  • the axle gear 82 is arranged radially inside the planetary gear 26 and axially overlapping with the planetary gear 26.
  • the axle gear 82 is directly coupled to the output shaft 38 of the planetary gear 26 pelt.
  • the axle gear 82 is axially parallel and axially offset to the second A input shaft 36 of the planetary gear 26.
  • the Achsgetrie be 82 is preferably connected to the planetary gear 26 via an articulation angle, for example. In principle, however, it would also be conceivable that the planetary gear 26 is arranged coaxially to the axle gear 82 and side shafts 84, 86.
  • the axle gear 82 is axially parallel and axially offset to the first input shaft 28 of the spur gear 24 to be sorted.
  • the axle drive 82 is provided to transfer a force transmitted from the internal combustion engine 12 or the electric machine 18 to the multi-stage transmission to the side shafts 84, 86 of the drive wheels of the motor vehicle.
  • the side waves 84, 86 are not directly connected to the drive wheels.
  • the crankshaft 14 of the internal combustion engine 12, the rotor 20 of the electrical machine 18 and the second input shaft 36 of the planetary gear 26 are arranged axially parallel and offset from one another.
  • the crankshaft 14 of the internal combustion engine 12, the countershaft 30 of the spur gear 24, the rotor 20 of the electrical machine 18 and the second input shaft 36 of the planetary gear 26 are arranged axially parallel and offset from one another.
  • the axial offset between the electrical Ma machine 18 and the planetary gear 26 is generated via at least one spur gear. In principle, however, the axis offset could also be generated by a chain.
  • the hybrid drive system 10 has a first radial bearing 88 (FIG. 2).
  • the first Ra diallager 88 is designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system 10 has a second radial bearing 90.
  • the second radial bearing 90 is designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system 10 has a third radial bearing 92.
  • the third radial bearing 92 is designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system 10 has a fourth radial bearing 94.
  • the fourth radial bearing 94 is designed as a roller bearing. In principle, it would also be conceivable for the hybrid drive system 10 to have either the third radial bearing 92 or the fourth radial bearing 94.
  • the hybrid drive system 10 has a fifth radial bearing 96.
  • the fifth radial bearing 96 is designed as a roller bearing.
  • the axle drive 82 is mounted radially with respect to a housing 98 by means of the first radial bearing 88 and radially with respect to the sun gear 42 of the planetary gear set 40 by means of the second radial bearing 90.
  • the ring gear 44 of the planetary gear set 40 is mounted radially opposite the axle drive 82 by means of the third radial bearing 92.
  • the ring gear 44 of the planetary gear set 40 is mounted radially opposite the axle drive 82 by means of the fourth radial bearing 94.
  • the sun gear 42 of the planetary gear set 40 is supported radially with respect to the housing 98 by means of the fifth radial bearing 96.
  • the planetary gearbox input gear 50 is mounted radially with respect to the housing 98 by means of the fifth radial bearing 96.
  • the hybrid drive system 10 has a first axial bearing 100.
  • the first axial bearing 100 is designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system 10 has a second axial bearing 102.
  • the second axial bearing 102 is designed as a roller bearing.
  • the hybrid drive system 10 has a third axial bearing 104.
  • the third axial bearing 104 is designed as a roller bearing.
  • the axle drive 82 is mounted axially with respect to the sun gear 42 of the planetary gear set 40 by means of the first axial bearing 100 and axially with respect to the ring gear 44 of the planetary gear set 40 by means of the second axial bearing 102.
  • the ring gear 44 of the planetary gear set 40 is mounted axially with respect to the housing 98 by means of the third Axi allager 104.
  • the hybrid drive system 10 also has a parking lock unit 106 (FIG. 2).
  • the parking lock unit 106 is provided for a rotationally fixed coupling of the axle drive 82 and the housing 98.
  • the planetary gear 26 is arranged in the torque flow behind the output of the spur gear 24.
  • the planetary gear 26 has the second input shaft 36 and an output shaft 38 from.
  • the planetary gear 26 is provided for transmitting a torque of the internal combustion engine 12 and / or of the electrical machine 18 to an output of the planetary gear 26 transmitted via the spur gear 24.
  • the internal combustion engine 12 and the electric machine 18 are both connected to the planetary gear 26 via the second input shaft 36 and therefore have the same speed of the second input shaft 36.
  • the gears of the planetary gear 26 who formed by the planetary gear set 40.
  • the planetary gear 26 has a blocking switching element 108.
  • the interlocking switching element 108 is provided to connect the ring gear 44 of the planetary gear set 40 in a rotationally fixed manner to the sun gear 42 of the planetary gear set 40.
  • the interlocking switching element 108 is provided to connect the ring gear 44 of the planetary gear set 40 to the planetary gear input wheel 50 in a rotationally fixed manner.
  • the interlocking switching element 108 is formed out as a clutch.
  • the planetary gear 26 has a braking element 110.
  • the braking element 110 is designed as a claw switching element. By means of the braking element 110, the ring gear 44 of the planetary gear set 40 can be connected to the housing 98 in a rotationally fixed manner.
  • the planetary gear 26 for example, exactly two gears can be shifted. All gears of the planetary gear 26 can be driven purely electrically.
  • the gears of the planetary gearbox 26 are at least partially power shiftable with one another.
  • a circuit variant of the multi-speed transmission from spur gear transmission 24 and planetary gear 26 is described below.
  • the shift variant is described here using the 2-speed spur gear 24 in combination with the 2-speed planetary gear 26, for example.
  • the spur gear 24 is in gears one to two of the multi-speed transmission in a first gear and in gears three to four of the multi-speed transmission in a second gear.
  • the planetary gear 26 is in the first and third gear of the multi-speed transmission in a first gear, in the second and fourth gear of the multi-speed transmission in a second gear.
  • a reverse gear can be implemented by means of a further spur gear stage of the spur gear transmission 24.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem mit einem Verbrennungsmotor (12), der eine Kurbelwelle (14) aufweist, mit einer elektrischen Antriebseinheit (16), die eine elektrische Maschine (18) mit einem Rotor (20) und einem Stator (22) aufweist, mit einem Stirnradgetriebe (24), welches eine erste Eingangswelle (28) und eine Vorgelegewelle (30) umfasst, mit einem Planetengetriebe (26), welches eine zweite Eingangswelle (36) und eine Abtriebswelle (38) umfasst, wobei die Kurbelwelle (14) des Verbrennungsmotors (12) koaxial zu der ersten Eingangswelle (28) angeordnet und drehfest mit der ersten Eingangswelle (28) gekoppelt oder koppelbar ist, wobei das Hybridantriebssystem ein Achsgetriebe (82) aufweist, welches koaxial zu der zweiten Eingangswelle (36) angeordnet ist, wobei der Rotor (20) über zumindest eine erste Stirnradpaarung (52) des Stirnradgetriebes (24) mit der zweiten Eingangswelle (36) gekoppelt oder koppelbar ist, das Stirnradgetriebe (24) eine zweite Stirnradpaarung (54) und eine dritte Stirnradpaarung (56) aufweist, das Planetengetriebe (26) genau einen einfachen Planetenradsatz (40) aufweist, und die Vorgelegewelle (30) über genau eine Stirnradpaarung, insbesondere eine vierte Stirnradpaarung (58) des Stirnradgetriebes (24), mit einem Sonnenrad (42) des Planetenradsatzes (40) gekoppelt ist.

Description

Hybridantriebssystem
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem.
Aus der DE 10 2010 063 580 A1 ist bereits ein Hybridantriebssystem bekannt.
Ferner ist aus der DE 10 2009 054 752 A1 ein Hybridantriebssystem mit einem
Achsgetriebe bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaft kompaktes Hybridantriebssystem bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße
Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Hybridantriebssystem mit einem Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle aufweist, mit einer elektrischen Antriebseinheit, die eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator aufweist, mit einem Stirnradgetriebe, welches eine erste Eingangswelle und eine Vorgelegewelle umfasst, mit einem
Planetengetriebe, welches eine zweite Eingangswelle und eine Abtriebswelle umfasst, wobei die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors koaxial zu der ersten Eingangswelle angeordnet und drehfest mit der ersten Eingangswelle gekoppelt oder koppelbar ist.
Es wird weiter davon ausgegangen, dass das Hybridantriebssystem ein Achsgetriebe aufweist, welches koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet ist, wobei der Rotor über zumindest eine erste Stirnradpaarung des Stirnradgetriebes mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt oder koppelbar ist, das Stirnradgetriebe eine zweite
Stirnradpaarung und eine dritte Stirnradpaarung aufweist, das Planetengetriebe genau einen einfachen Planetenradsatz aufweist, und die Vorgelegewelle über genau eine Stirnradpaarung, insbesondere eine vierte Stirnradpaarung des Stirnradgetriebes, mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes gekoppelt ist. Das Planetengetriebe ist insbesondere von einem mehrgängigen lastschaltbaren, achsparallelen EV-Getriebe gebildet, bei dem sowohl eine Antriebsleistung von der elektrischen Maschine als auch eine Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor übertragbar ist. Ferner ist das Stirnradgetriebe insbesondere von einem in sich nicht lastschaltbaren, achsparallelen Mehrgang-Verbrennungsmotorgetriebe gebildet. Durch die Kombination des
Planetengetriebes und des Stirnradgetriebes kann insbesondere ein
Hybridgruppengetriebe bereitgestellt werden, bei welchem während der Umschaltung in dem Stirnradgetriebe, welche grundsätzlich mit Lastunterbrechung erfolgt, die elektrische Maschine über das Planetengetriebe die Fahraufgabe übernimmt und damit die
Schaltung unterstützt, die dadurch zu einer Lastschaltung wird. Ferner kann dadurch insbesondere ein vorteilhaft axial kurzbauendes Hybridantriebssystem bereitgestellt werden. Es kann insbesondere ein axialer Bauraumgewinn erreicht werden. Hierdurch kann wiederum ein Quereinbau des Hybridantriebssystems realisiert werden. Ferner kann dadurch insbesondere eine Modularität zwischen dem elektrischen Antriebssystem und dem Hybridgetriebe erreicht werden. Zudem können insbesondere geringe Verluste durch Einsatz vieler Klauenschaltelemente erreicht werden. Insgesamt kann dadurch ein vorteilhaft kompaktes Hybridantriebssystem bereitgestellt werden. Ferner kann durch die gezielte Anordnung der elektrischen Antriebseinheit, des Stirnradgetriebes und des Planetengetriebes ein Hybridantriebssystem mit einem lastschaltbaren Hybridgetriebe mit geringem axialen Bauaufwand bereitgestellt werden, wobei insbesondere ein in sich nicht lastschaltbares Stirnradgetriebe eingesetzt werden kann. Hierdurch ergibt sich die Nutzung eines lastschaltbaren elektrischen Antriebssystems als Gruppeneinheit.
Vorzugsweise dient das Hybridantriebssystem zu einem Antrieb eines Kraftfahrzeugs, bedarfsweise mittels des Verbrennungsmotors und/oder der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine ist insbesondere als ein Elektromotor und/oder als ein Motorgene rator ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Rotor radial innerhalb des Stators ange ordnet. Vorzugsweise ist der Stator permanent drehfest mit einem Gehäuse verbunden. Insbesondere ist das Gehäuse in einem montierten Zustand positionsfest und drehfest in dem Kraftfahrzeug verbaut.
Unter einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente soll verstanden werden, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart mitei nander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Unter einer drehfesten Verbindung eines drehbar gelagerten Elementes mit einem Gehäuse ist zu verstehen, dass das Element derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass es nicht rela tiv zu dem Gehäuse verdreht werden kann.
Unter einer koaxialen Anordnung zweier drehbar gelagerter oder rotationssymmetrischer Elemente ist zu verstehen, dass die Elemente derart angeordnet sind, dass ihre Dreh achsen und/oder ihre Rotationssymmetrieachsen zusammenfallen.
Unter einer„Eingangswelle“ soll dabei insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das einen Getriebeeingang der jeweils zugeordneten Getriebegruppe bildet. Vorzugsweise ist die Eingangswelle zu einer Bereitstellung einer Eingangsdrehzahl der jeweils zugeordneten Getriebegruppe vorgesehen. Bevorzugt ist die erste Eingangswelle konstruktiv zur drehfesten Anbindung an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vor gesehen. Besonders bevorzugt ist die zweite Eingangswelle konstruktiv zur Anbindung an einen Abtrieb des Stirnradgetriebes vorgesehen. Unter einem„Abtrieb“ soll insbeson dere ein Getriebeelement verstanden werden, das einen Getriebeausgang der jeweils zugeordneten Getriebegruppe bildet. Unter einer„Abtriebswelle“ soll insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist.
Unter einem„Planetengetriebe“ soll insbesondere ein Getriebe verstanden werden, das wenigstens ein mit einem Planetenträger verbundenes Planetenrad aufweist, das in ra diale Richtung nach außen mit einem Hohlrad und in radialer Richtung nach innen mit einem Sonnenrad gekoppelt ist. Besonders bevorzugt weist das Planetengetriebe genau einen Planetenradsatz auf. Unter einem„Planetenradsatz“ soll dabei insbesondere eine Einheit mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und mit zumindest einem von einem Plane tenradträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrad verstanden werden. Vorteilhafterweise weist der Planetenradsatz genau ein Standübersetzungsver hältnis auf. Unter einer„Stirnradpaarung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Paarung aus zumindest zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, insbesondere Stirnrädern, verstanden werden, die vorzugsweise in einer Zahnradebene angeordnet sind. Vorteilhafterweise weist die Stirnradpaarung genau ein Standübersetzungsverhält nis auf. Vorzugsweise ist die zweite Stirnradpaarung schaltbar ausgebildet. Vorzugswei se ist die dritte Stirnradpaarung schaltbar ausgebildet. Vorzugsweise weist das Stirnrad getriebe zumindest eine Schalteinheit auf. Unter einer„schaltbaren Stirnradpaarung“ soll insbesondere eine zuschaltbare und/oder entkoppelbare Stirnradpaarung verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine mit der zumindest einen Schalt einheit gekoppelte Stirnradpaarung verstanden werden, wobei zumindest ein Stirnrad, insbesondere ein Losrad, der Stirnradpaarung mit der zumindest einen Schalteinheit ge koppelt ist. Vorzugsweise umfasst die schaltbare Stirnradpaarung zumindest ein Losrad und zumindest ein Festrad. Unter einer„Schalteinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit genau zwei Kopplungselementen verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zwei drehbar zueinander gelagerte Getriebeelemente, wie beispielsweise ein Losrad und eine Getriebeausgangswelle oder ein Losrad und eine Getriebeeingangswelle oder benach barte Losräder unterschiedlicher Zahnradebenen schaltbar miteinander zu verbinden. Zwei benachbarte, insbesondere axial benachbarte, Schalteinheiten können dabei grundsätzlich zu einer gemeinsamen Doppelschalteinheit zusammengefasst werden, in dem beispielsweise ein gemeinsames Kopplungselement für beide Schalteinheiten vor gesehen wird. Jede der Schalteinheiten kann grundsätzlich als eine rein formschlüssige Schalteinheit, beispielsweise als Klauenkupplung, als form- und reibschlüssige Schalt einheit, beispielsweise in Form einer synchronisierten Klauenkupplung, oder als eine rein reibschlüssige Schalteinheit, beispielsweise in Form einer Lamellenkupplung, ausgeführt werden. Vorzugsweise weist die zumindest eine Schalteinheit zumindest ein Schaltele ment auf. Vorzugsweise ist das zumindest eine Schaltelement koaxial zu der ersten Ein gangswelle angeordnet. Vorzugsweise ist das zumindest eine Schaltelement, insbeson dere verschiebbar, auf der ersten Eingangswelle angeordnet. Bevorzugt ist das zumin dest eine Schaltelement von einem Klauenschaltelement gebildet. Das Klauenschaltele ment kann dabei insbesondere mit oder ohne Synchronisierung ausgebildet sein. Grund sätzlich kann die Lage des zumindest einen Schaltelements an allen Stellen zwischen der Kurbelwelle und der zweiten Eingangswelle des Planetengetriebes liegen. Vorzugs weise ist die erste Stirnradpaarung im Momentenfluss vor dem Abtrieb des Stirnradge triebes angeordnet. Bevorzugt ist die erste Stirnradpaarung von einem direkten Momen tenfluss des Verbrennungsmotors zu dem Achsgetriebe getrennt. Vorzugsweise erfolgt die Ankopplung der elektrischen Maschine über die erste Stirnradstufe und die vierte Stirnradstufe auf die zweite Eingangswelle des Planetengetriebes.„Im Momentenfluss“ bezieht sich in diesem Zusammenfang insbesondere auf einen Motorbetrieb, bei wel chem ein Moment von dem Verbrennungsmotor, über das Stirnradgetriebe und das Pla netengetriebe auf das Achsgetriebe und auf Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertra gen wird. Daher soll unter„im Momentenfluss vor dem Abtrieb“ in diesem Zusammen hang insbesondere verstanden werden, dass die zwei schaltbaren Stirnradpaarungen derart angeordnet sind, dass ein Drehmoment des Verbrennungsmotors in einem Motor betrieb über zumindest eine der zwei schaltbaren Stirnradpaarungen, insbesondere der zweiten Stirnradpaarung und der dritten Stirnradpaarung, insbesondere abhängig von einer Schaltung, auf den Abtrieb übertragen wird. Unter„vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einem„Achsgetriebe“ soll insbesondere ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, ei ne Kraft einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs auf die Achse der Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu übertragen. Vorzugsweise ist das Achsgetriebe dazu vorgesehen, ei ne Kraft von dem Getriebe auf die Welle der Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu über tragen. Vorzugsweise ist das Achsgetriebe beispielsweise von einem Differentialgetriebe gebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Anordnung eines Achsgetriebes erreicht werden. Es kann insbesondere ein Versatz der Achsen erreicht werden, was ein axial kurzbauendes Hybridantriebssystem ermöglicht. Ferner kann dadurch vorteilhaft ein Quereinbau des Hybridantriebssystem ermöglicht werden. Die Begriffe„axial“ und„radial“ sind insbesondere auf eine Hauptrotationsachse des Getrie bes, insbesondere der Eingangswellen, bezogen, sodass der Ausdruck„axial“ insbeson dere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse ver läuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck„radial“ insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Kurbelwelle, der Rotor und die zweite Eingangswelle achsparallel und achsversetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Anbindung des Stirnradgetriebes an den Verbrennungsmotor erreicht werden. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Anordnung der Getriebe erreicht werden. Es kann insbesondere ein Versatz der Achsen erreicht werden, was ein axial kurzbauendes Hybridantriebssystem ermöglicht. Vorzugsweise weist das Hybridantriebssystem einen Torsionsdämpfer auf. Vorzugsweise ist der Torsionsdämpfer zwischen den Verbrennungsmotor und das Stirnradgetriebe geschaltet. Vorzugsweise ist die erste Eingangswelle zumindest über den Torsionsdämpfer an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angebunden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Hybridantriebssystem zumindest eine
Trennkupplung aufweist, welche zu einer drehfesten Kopplung der Kurbelwelle und der ersten Eingangswelle vorgesehen ist, wobei die zumindest eine Trennkupplung koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft angeordnete Trennkupplung bereitgestellt werden. Hierdurch kann vorteilhaft ein Quereinbau des Hybridantriebssystems ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die
Trennkupplung auf einer dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite des
Stirnradgetriebes angeordnet. Das Hybridantriebssystem kann mit und ohne zusätzliche Trennkupplung ausgestattet werden. Die Trennkupplung kann, sollte ein Anfahren über die elektrische Maschine nicht möglich sein, als Anfahrkupplung dimensioniert werden. Außerdem kann über sie in einer elektrischen Fahrt der Verbrennungsmotor gestartet werden. Durch zwischengeschaltete Schaltelemente in dem Stirnradgetriebe weist die Trennkupplung in der elektrischen Fahrt insbesondere keine Verluste durch eine
Differenzdrehzahl auf, wenn die Schaltelemente in dem Stirnradgetriebe zusätzlich geöffnet sind.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Vorgelegewelle ein erstes Vorgelegewellenrad, welches ein Rad der zweiten Stirnradpaarung bildet, ein zweites Vorgelegewellenrad, welches ein Rad der dritten Stirnradpaarung bildet, und ein Vorgelegewellenabtriebsrad aufweist, welches zusammen mit einem Planetengetriebeeingangsrad des Planetenge triebes die vierte Stirnradpaarung bildet, wobei das Planetengetriebeeingangsrad dreh fest mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes verbunden ist. Des Weiteren wird vorge schlagen, dass das erste Vorgelegewellenrad ein Rad der ersten Stirnradpaarung bildet. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaft kompaktes, insbesondere axial kompaktes, Hybridantriebssystem erreicht werden. Hierdurch kann vorteilhaft ein Quereinbau des Hybridantriebssystems ermöglicht werden. Vorzugsweise ist das erste Vorgelegewellen rad der ersten Stirnradpaarung von einem Festrad gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Ausbildung als Losrad denkbar. Bevorzugt ist das zweite Vorgelegewellenrad der dritten Stirnradpaarung von einem Festrad gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Ausbildung als Losrad denkbar. Vorzugsweise ist das Vorgelegewellenabtriebsrad der vierten Stirnradpaarung von einem Festrad gebildet. Vorzugsweise weist die erste Eingangswelle ein erstes Eingangswellenrad und ein zweites Eingangswellenrad auf. Vorzugsweise bildet das erste Eingangswellenrad ein Rad der zweiten Stirnradpaarung aus. Vorzugsweise ist das erste Eingangswellenrad der zweiten Stirnradpaarung von ei nem Losrad gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Ausbildung als Festrad denkbar. Vorzugsweise bildet das zweite Eingangswellenrad ein Rad der dritten Stirn radpaarung aus. Vorzugsweise ist das zweite Eingangswellenrad der dritten Stirnradstu fe von einem Losrad gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Ausbildung als Fest rad denkbar. Vorzugsweise weist die elektrische Antriebseinheit ein Abtriebsrad auf. Vorzugsweise bildet das Abtriebsrad ein Rad der ersten Stirnradpaarung aus. Vorzugs weise ist das Abtriebsrad der ersten Stirnradpaarung von einem Festrad gebildet.
Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Ausbildung als Losrad denkbar. Bevorzugt ist die elektrische Maschine direkt an das Abtriebsrad der elektrischen Antriebseinheit ange bunden. Vorzugsweise ist das Planetengetriebeeingangsrad der vierten Stirnradpaarung von einem Festrad gebildet. Vorzugsweise ist das Planetengetriebeeingangsrad drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden. Vorzugsweise ist die zweite Eingangswelle drehtest mit dem Sonnenrad der Planetenradstufe verbunden. Grundsätzlich kann die Vorgelegewelle des Stirnradgetriebes auf zwei Vorgelegewellen aufgeteilt sein. Ferner kann grundsätzlich auch eine Lage der Stirnradpaarungen des Stirnradgetriebes gegen über einer beschriebenen und gezeigten Anordnung abweichen. So ist es grundsätzlich auch möglich, dass aus konstruktiven Gründen Radebenen des gleichen Stirnradgetrie bes getauscht werden. Des Weiteren kann auch eine Anordnung der elektrischen Ma schine verändert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Planetengetriebe zumindest ein
Verblockungsschaltelement aufweist. Dadurch kann eine Drehzahl der zweiten
Eingangswelle vorteilhaft ohne eine Übersetzung an die Abtriebswelle übertragen werden. Unter einem„Verblockungsschaltelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zu einer Verblockung der Planetenradstufe vorgesehen ist, wobei eine Drehung des Sonnenrads der Planetenradstufe relativ zu dem Hohlrad der Planetenradstufe verhindert wird. Vorzugsweise ist das Verblockungsschaltelement als eine Kupplung ausgebildet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Planetengetriebe zumindest ein Bremselement aufweist, mittels dessen ein Hohlrad des Planetenradsatzes drehfest mit dem Gehäuse verbunden werden kann. Hierdurch ist das Hohlrad des Planetenradsatzes vorteilhaft drehfest mit dem Gehäuse verbindbar. Grundsätzlich kann das Bremselement auch als eine Kupplung ausgebildet sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Hybridantriebssystem ein erstes Radiallager und ein zweites Radiallager aufweist, wobei das Achsgetriebe mittels des ersten
Radiallagers radial gegenüber dem Gehäuse und mittels des zweiten Radiallagers radial gegenüber dem Sonnenrad des Planetenradsatzes gelagert ist. Durch diese
Ausgestaltung wird eine vorteilhafte Lagerung des Planetengetriebes ermöglicht.
Vorzugsweise ist das erste Radiallager als ein Wälzlager ausgebildet. Vorzugsweise ist das zweite Radiallager als ein Wälzlager ausgebildet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Hybridantriebssystem ein erstes Axiallager und ein zweites Axiallager aufweist, wobei das Achsgetriebe mittels des ersten Axiallagers axial gegenüber dem Sonnenrad des Planetenradsatzes und mittels des zweiten Axiallagers axial gegenüber dem Hohlrad des Planetenradsatzes gelagert ist. Durch diese
Ausgestaltung wird eine vorteilhafte Lagerung des Planetengetriebes ermöglicht. Vorzugsweise ist das erste Axiallager als ein Wälzlager ausgebildet. Vorzugsweise ist das zweite Axiallager als ein Wälzlager ausgebildet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Hybridantriebssystem ein drittes Axiallager aufweist, wobei das Hohlrad des Planetenradsatzes mittels des dritten Axiallagers axial gegenüber einem Gehäuse gelagert ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine vorteilhafte Lagerung des Planetengetriebes ermöglicht. Vorzugsweise ist das dritte Axiallager als ein Wälzlager ausgebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Hybridantriebssystem ein drittes Radiallager aufweist, wobei das Hohlrad des Planetenradsatzes mittels des dritten Radiallagers radial gegenüber dem Achsgetriebe gelagert ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine vorteilhafte Lagerung des Planetengetriebes ermöglicht. Vorzugsweise ist das dritte Radiallager als ein Wälzlager ausgebildet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Achsgetriebe radial innerhalb des
Planetengetriebes und axial überlappend zu dem Planetengetriebe angeordnet ist.
Hierdurch kann ein vorteilhaft kompaktes, insbesondere axial kompaktes,
Hybridantriebssystem erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Planetenradsatz zumindest im Wesentlichen axial auf Höhe der zweiten Stirnradpaarung angeordnet ist. Hierdurch kann ein vorteilhaft kompaktes Hybridantriebssystem erreicht werden. Unter„zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts beträgt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Hybridantriebssystem in einer schematischen
Darstellung und Fig. 2 ein Planetengetriebe, ein Achsgetriebe und ein teilweise dargestelltes Gehäuse des erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems in einer schematischen Darstellung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch ein erfindungsgemäßes Hybridantriebssystem 10 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist beispielhaft von einem PKW gebildet. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise von einem frontgetriebenen Kraftfahrzeug gebildet. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang, über welchen nicht weiter sichtbar Antriebsräder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Der
Antriebsstrang umfasst das Hybridantriebssystem 10. Das Kraftfahrzeug weist das Hybridantriebssystem 10 auf.
Das Hybridantriebssystem 10 weist einen Verbrennungsmotor 12 auf. Der
Verbrennungsmotor 12 ist insbesondere quer eingebaut. Der Verbrennungsmotor 12 weist eine Kurbelwelle 14 auf. Die Kurbelwelle 14 erstreckt sich insbesondere quer zu einer Geradeausfahrtrichtung. Das Hybridantriebssystem 10 ist quer eingebaut. Das Hybridantriebssystem 10 weist eine Front-Quer-Architektur auf. Das
Hybridantriebssystem 10 ist quer zu einer vorgesehenen Geradeausfahrtrichtung eingebaut. Ferner weist das Hybridantriebssystem 10 eine elektrische Antriebseinheit 16 auf. Die elektrische Antriebseinheit 16 weist eine elektrische Maschine 18 auf. Die elektrische Maschine 18 weist einen Rotor 20 auf. Ferner weist die elektrische Maschine 18 einen Stator 22 auf. Die elektrische Maschine 18 ist auf einer dem
Verbrennungsmotor 12 zugewandten Seite des Hybridantriebssystems 10 angeordnet.
Die elektrische Maschine 18 ist neben dem Verbrennungsmotor 12 zur Erzeugung eines weiteren Antriebsmoments vorgesehen. Die elektrische Maschine 18 bildet einen Elek tromotor aus. Ebenso wäre es möglich, anstelle der elektrischen Maschine 18 eine hy draulische oder pneumatische Antriebseinheit mit entsprechend zugeordnetem Energie speicher vorzusehen. Die elektrische Maschine 18 ist dazu vorgesehen, wahlweise eine elektrische Energie in eine mechanische Energie umzuwandeln oder eine mechanische Energie in eine elektrische Energie umzuwandeln. Dazu weist die elektrische Maschine 18 den Stator 22 und den Rotor 20 auf. Der Stator 22 ist fest mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Rotor 20 ist drehbar zu dem Stator 22 angeordnet. Zur Bereitstellung und Speicherung der elektrischen Energie weist das Kraftfahrzeug eine nicht näher dargestellte Akkuvorrichtung auf. Die Akkuvorrichtung ist dazu vorgesehen, elektrische Energie zum Antrieb der elektrischen Maschine 18 bereitzustellen und elektri- sehe Energie zu speichern, die vom Verbrennungsmotor 12 erzeugt oder von einem ex ternen Stromnetz eingespeist wird.
Das Hybridantriebssystem 10 weist ferner ein Mehrstufengetriebe auf. Das Hybridan triebssystem 10 weist ein Stirnradgetriebe 24 auf. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine ers te Eingangswelle 28 auf. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine Vorgelegewelle 30 auf. Die Kurbelwelle 14 des Verbrennungsmotors 12 ist drehfest mit der ersten Eingangswelle 28 koppelbar. Die erste Eingangswelle 28 des Stirnradgetriebes 24 ist koaxial zu der Kur belwelle 14 des Verbrennungsmotors 12 angeordnet. Das Hybridantriebssystem 10 weist einen Torsionsdämpfer 32 auf, weicher zwischen der ersten Eingangswelle 28 und der Kurbelwelle 14 angeordnet ist. Ferner weist das Hybridantriebssystem 10 eine Trenn kupplung 34 auf, welche zu einer drehfesten Kopplung der Kurbelwelle 14 und der ers ten Eingangswelle 28 vorgesehen ist. Die Trennkupplung 34 ist koaxial zu der Kurbelwel le 14 angeordnet. Die Trennkupplung 34 ist axial zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem Stirnradgetriebe 24 angeordnet. Die Trennkupplung 34 ist axial zwischen dem Torsionsdämpfer 32 und dem Stirnradgetriebe 24 angeordnet.
Das Hybridantriebssystem 10 weist ein Planetengetriebe 26 auf. Das Planetengetriebe 26 umfasst eine zweite Eingangswelle 36 und eine Abtriebswelle 38, wobei die Kurbel welle 14 des Verbrennungsmotors 12 koaxial zu der ersten Eingangswelle 28 angeord net und drehfest mit der ersten Eingangswelle 28 gekoppelt oder koppelbar ist. Die Kur belwelle 14, der Rotor 20 und die zweite Eingangswelle 36 sind achsparallel und achs- versetzt zueinander angeordnet. Das Planetengetriebe 26 weist genau einen einfachen Planetenradsatz 40 auf. Der Planetenradsatz 40 weist ein Sonnenrad 42 auf. Die zweite Eingangswelle 36 ist drehfest mit dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 verbun den. Grundsätzlich kann das Sonnenrad 42 auch als die zweite Eingangswelle 36 aus gebildet sein. Der Planetenradsatz 40 weist ein Hohlrad 44 auf. Der Planetenradsatz 40 weist einen Planetenradträger 46 auf. Die Abtriebswelle 38 ist drehfest mit dem Plane tenradträger 46 verbunden. Der Planetenradsatz 40 weist mindestens ein Planetenrad 48 auf. Das Planetengetriebe 26 weist ein Planetengetriebeeingangsrad 50 auf. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 ist koaxial zu der zweiten Eingangswelle 36 des Plane tengetriebes 26 angeordnet. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 ist auf der zweiten Eingangswelle 36 angeordnet. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 ist drehfest mit der zweiten Eingangswelle 36 verbunden. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 ist drehfest mit dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 verbunden. Das Stirnradgetriebe 24 wird durch Stirnradpaarungen 52, 54, 56, 58 mit je zwei Stirn radeingriffen gebildet. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine erste Stirnradpaarung 52 der Stirnradpaarungen 52, 54, 56, 58 auf. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine zweite Stirn radpaarung 54 der Stirnradpaarungen 52, 54, 56, 58 auf. Die zweite Stirnradpaarung 54 ist schaltbar ausgebildet. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine dritte Stirnradpaarung 56 der Stirnradpaarungen 52, 54, 56, 58 auf. Die dritte Stirnradpaarung 56 ist schaltbar ausgebildet. Das Stirnradgetriebe 24 weist eine vierte Stirnradpaarung 58 der Stirn radpaarungen 52, 54, 56, 58 auf. Die zweite Stirnradpaarung 54 ist beispielhaft auf einer dem Verbrennungsmotor 12 abgewandten Seite der dritten Stirnradpaarung 56 ange ordnet. Die zweite Stirnradpaarung 54 und die dritte Stirnradpaarung 56 weisen ver schiedene Übersetzungsverhältnisse auf. Der Rotor 20 ist über die erste Stirnradpaarung 52 des Stirnradgetriebes 24 mit der zweiten Eingangswelle 36 gekoppelt oder koppelbar. Die Vorgelegewelle 30 ist über genau eine Stirnradpaarung, nämlich die vierte Stirn radpaarung 58 des Stirnradgetriebes 24, mit dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 gekoppelt. Der Planetenradsatz 40 ist zumindest im Wesentlichen axial auf Höhe der zweiten Stirnradpaarung 54 angeordnet.
Die erste Stirnradpaarung 52 ist in einer nicht näher dargestellten ersten Zahnradebene angeordnet. Die zweite Stirnradpaarung 54 ist in einer nicht näher dargestellten zweiten Zahnradebene angeordnet. Die dritte Stirnradpaarung 56 ist in einer nicht näher darge stellten dritten Zahnradebene angeordnet. Die vierte Stirnradpaarung 58 ist in einer nicht näher dargestellten vierten Zahnradebene angeordnet. Die erste Zahnradebene und die zweite Zahnradebene sind in einer gemeinsamen Zahnradebene angeordnet. Durch die gemeinsame Zahnradebene der ersten Zahnradebene und der zweiten Zahnradebene umfasst das Hybridantriebssystem 10 genau drei Zahnradebenen.
Die erste Eingangswelle 28 weist ein erstes Eingangswellenrad 60 auf. Das erste Ein gangswellenrad 60 bildet ein Rad der zweiten Stirnradpaarung 54. Das erste Eingangs wellenrad 60 ist koaxial zu der ersten Eingangswelle 28 des Stirnradgetriebes 24 ange ordnet. Das erste Eingangswellenrad 60 ist auf der ersten Eingangswelle 28 angeordnet. Das erste Eingangswellenrad 60 der zweiten Stirnradpaarung 54 ist von einem Losrad gebildet. Die Vorgelegewelle 30 weist ein erstes Vorgelegewellenrad 62 auf. Das erste Vorgelegewellenrad 62 bildet ein Rad der ersten Stirnradpaarung 52. Das erste Vorgele gewellenrad 62 bildet ein Rad der zweiten Stirnradpaarung 54. Das erste Vorgelegewel lenrad 62 ist koaxial zu der Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24 angeordnet. Das erste Vorgelegewellenrad 62 ist auf der Vorgelegewelle 30 angeordnet. Das erste Vorge- legewellenrad 62 der ersten Stirnradpaarung 52 ist von einem Festrad gebildet. Das ers te Eingangswellenrad 60 kämmt direkt mit dem ersten Vorgelegewellenrad 62.
Die erste Eingangswelle 28 weist ein zweites Eingangswellenrad 64 auf. Das zweite Ein gangswellenrad 64 bildet ein Rad der dritten Stirnradpaarung 56. Das zweite Eingangs wellenrad 64 ist koaxial zu der ersten Eingangswelle 28 des Stirnradgetriebes 24 ange ordnet. Das zweite Eingangswellenrad 64 ist auf der ersten Eingangswelle 28 angeord net. Das zweite Eingangswellenrad 64 der dritten Stirnradpaarung 56 ist von einem Los rad gebildet. Die Vorgelegewelle 30 weist ein zweites Vorgelegewellenrad 66 auf. Das zweite Vorgelegewellenrad 66 bildet ein Rad der dritten Stirnradpaarung 56. Das zweite Vorgelegewellenrad 66 ist koaxial zu der Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24 angeordnet. Das zweite Vorgelegewellenrad 66 ist auf der Vorgelegewelle 30 angeord net. Das zweite Vorgelegewellenrad 66 der dritten Stirnradpaarung 56 ist von einem Festrad gebildet. Das zweite Eingangswellenrad 64 kämmt direkt mit dem zweiten Vorge legewellenrad 66.
Das Stirnradgetriebe 24 weist einen Abtrieb auf. Der Abtrieb ist von der vierten Stirn radpaarung 58 gebildet. Die Vorgelegewelle 30 weist ein Vorgelegewellenabtriebsrad 68 auf. Das Vorgelegewellenabtriebsrad 68 bildet zusammen mit dem Planetengetriebeein gangsrad 50 des Planetengetriebes 26 die vierte Stirnradpaarung 58. Das Vorgelegewel lenabtriebsrad 68 ist koaxial zu der Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24 ange ordnet. Das Vorgelegewellenabtriebsrad 68 ist auf der Vorgelegewelle 30 angeordnet. Das Vorgelegewellenabtriebsrad 68 der vierten Stirnradpaarung 58 ist von einem Fest rad gebildet. Das Vorgelegewellenabtriebsrad 68 kämmt direkt mit dem Planetengetrie beeingangsrad 50.
Das Stirnradgetriebe 24 weist eine erste Schalteinheit 70 auf. Die erste Schalteinheit 70 weist ein erstes Schaltelement 72 auf. Das erste Schaltelement 72 ist zu einer lösbaren Kopplung des ersten Eingangswellenrads 60 mit der ersten Eingangswelle 28 vorgese hen. Das erste Schaltelement 72 ist von einem Klauenschaltelement gebildet. Das erste Schaltelement 72 ist von einem synchronisierten Klauenschaltelement gebildet. Das ers te Schaltelement 72 ist koaxial zu der ersten Eingangswelle 28 angeordnet. Das Stirn radgetriebe 24 weist eine zweite Schalteinheit 74 auf. Die zweite Schalteinheit 74 weist ein zweites Schaltelement 76 auf. Das zweite Schaltelement 76 ist zu einer lösbaren Kopplung des zweiten Eingangswellenrads 64 mit der ersten Eingangswelle 28 vorgese hen. Das zweite Schaltelement 76 ist von einem Klauenschaltelement gebildet. Das zweite Schaltelement 76 ist von einem synchronisierten Klauenschaltelement gebildet. Das zweite Schaltelement 76 ist koaxial zu der ersten Eingangswelle 28 angeordnet.
Das erste Schaltelement 72 und das zweite Schaltelement 76 sind miteinander gekop pelt, sodass sich lediglich eines der beiden Schaltelemente 72, 76 in einem geschlosse nen Zustand befinden kann. Mittels des Stirnradgetriebes 24 sind beispielhaft genau zwei Gänge schaltbar. Die Anzahl der Drehzahlverhältnisse zwischen dem Verbren nungsmotor 12 und der elektrischen Maschine 18 entspricht der Anzahl der Gänge des Stirnradgetriebes 24.
Die elektrische Antriebseinheit 16 weist ein Abtriebsrad 78 auf. Das Abtriebsrad 78 bildet ein Rad der ersten Stirnradpaarung 52. Das Abtriebsrad 78 der ersten Stirnradpaarung 52 ist von einem Festrad gebildet. Die elektrische Maschine 18 ist direkt an das Abtriebs rad 78 der elektrischen Antriebseinheit 16 angebunden. Das Abtriebsrad 78 ist achspa- rallel und achsversetzt zu der Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24 angeordnet. Das Abtriebsrad 78 kämmt direkt mit dem ersten Vorgelegewellenrad 62. Über die erste Stirnradpaarung 52 ist der Rotor 20 der elektrischen Maschine 18 mit der Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24 koppelbar. Über die Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetrie bes 24 ist der Rotor 20 der elektrischen Maschine 18 permanent mit der zweiten Ein gangswelle 36 des Planetengetriebes 26 gekoppelt. Zur Schaltung des Stirnradgetriebes 24 wird die Fahraufgabe auf die elektrische Maschine 18 übergeben, wodurch die Schal tung des Stirnradgetriebes 24 gestützt wird.
Die erste Stirnradpaarung 52 umfasst das Abtriebsrad 78 und das erste Vorgelegewel lenrad 62. Die zweite Stirnradpaarung 54 umfasst das erste Eingangswellenrad 60 und das erste Vorgelegewellenrad 62. Die dritte Stirnradpaarung 56 umfasst das zweite Ein gangswellenrad 64 und das zweite Vorgelegewellenrad 66. Die vierte Stirnradpaarung 58 umfasst das Vorgelegewellenabtriebsrad 68 und das Planetengetriebeeingangsrad 50. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 bildet ein Rad der vierten Stirnradpaarung 58. Das Planetengetriebeeingangsrad 50 der vierten Stirnradpaarung 58 ist von einem Fest rad gebildet. Die Stirnradpaarungen 52, 54, 56 des Stirnradgetriebes 24 sind im Momen- tenfluss vor dem Abtrieb des Stirnradgetriebes 24 angeordnet. Der Abtrieb bildet einen Abtrieb des Stirnradgetriebes 24 für die beiden schaltbaren Stirnradpaarungen 54, 56 und für die Stirnradpaarung 52.
Das Hybridantriebssystem 10 weist ein Achsgetriebe 82 auf, welches koaxial zu der zweiten Eingangswelle 36 angeordnet ist. Das Achsgetriebe 82 ist radial innerhalb des Planetengetriebes 26 und axial überlappend zu dem Planetengetriebe 26 angeordnet. Das Achsgetriebe 82 ist direkt mit der Abtriebswelle 38 des Planetengetriebes 26 gekop- pelt. Ferner ist das Achsgetriebe 82 achsparallel und achsversetzt zu der zweiten Ein gangswelle 36 des Planetengetriebes 26 angeordnet. Vorzugsweise ist das Achsgetrie be 82 beispielsweise über einen Knickwinkel an das Planetengetriebe 26 angebunden. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Planetengetriebe 26 koaxial zu dem Achsgetriebe 82 und Seitenwellen 84, 86 angeordnet ist. Das Achsgetriebe 82 ist achs parallel und achsversetzt zu der ersten Eingangswelle 28 des Stirnradgetriebes 24 an geordnet. Das Achsgetriebe 82 ist dazu vorgesehen, eine von dem Verbrennungsmotor 12 oder der elektrischen Maschine 18 auf das Mehrstufengetriebe übertragene Kraft auf die Seitenwellen 84, 86 der Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu übertragen. Die Seiten wellen 84, 86 sind direkt nicht weiter sichtbar mit den Antriebsrädern verbunden.
Die Kurbelwelle 14 des Verbrennungsmotors 12, der Rotor 20 der elektrischen Maschine 18 und die zweite Eingangswelle 36 des Planetengetriebes 26 sind achsparallel und achsversetzt zueinander angeordnet. Die Kurbelwelle 14 des Verbrennungsmotors 12, die Vorgelegewelle 30 des Stirnradgetriebes 24, der Rotor 20 der elektrischen Maschine 18 und die zweite Eingangswelle 36 des Planetengetriebes 26 sind achsparallel und achsversetzt zueinander angeordnet. Der Achsversatz zwischen der elektrischen Ma schine 18 und dem Planetengetriebe 26 wird über mindestens ein Stirnrad erzeugt. Grundsätzlich könnte der Achsversatz jedoch auch durch eine Kette erzeugt werden.
Das Hybridantriebssystem 10 weist ein erstes Radiallager 88 auf (Fig. 2). Das erste Ra diallager 88 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein zweites Radiallager 90 auf. Das zweite Radiallager 90 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein drittes Radiallager 92 auf. Das dritte Radiallager 92 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein viertes Ra diallager 94 auf. Das vierte Radiallager 94 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Grundsätz lich wäre auch denkbar, dass das Hybridantriebssystem 10 entweder das dritte Radialla ger 92 oder das vierte Radiallager 94 aufweist. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein fünftes Radiallager 96 auf. Das fünfte Radiallager 96 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Achsgetriebe 82 ist mittels des ersten Radiallagers 88 radial gegenüber einem Ge häuse 98 und mittels des zweiten Radiallagers 90 radial gegenüber dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 gelagert. Das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 ist mittels des dritten Radiallagers 92 radial gegenüber dem Achsgetriebe 82 gelagert. Das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 ist mittels des vierten Radiallagers 94 radial gegenüber dem Achsgetriebe 82 gelagert. Das Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 ist mittels des fünften Radiallagers 96 radial gegenüber dem Gehäuse 98 gelagert. Das Planeten getriebeeingangsrad 50 ist mittels des fünften Radiallagers 96 radial gegenüber dem Gehäuse 98 gelagert. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein erstes Axiallager 100 auf. Das erste Axiallager 100 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein zweites Axiallager 102 auf. Das zweite Axiallager 102 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Hybridantriebssystem 10 weist ein drittes Axiallager 104 auf. Das dritte Axiallager 104 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Achsgetriebe 82 ist mittels des ers ten Axiallagers 100 axial gegenüber dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 und mittels des zweiten Axiallagers 102 axial gegenüber dem Hohlrad 44 des Planetenrad satzes 40 gelagert. Das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 ist mittels des dritten Axi allagers 104 axial gegenüber dem Gehäuse 98 gelagert. Das Hybridantriebssystem 10 weist ferner eine Parksperreneinheit 106 auf (Fig. 2). Die Parksperreneinheit 106 ist zu einer drehfesten Kopplung des Achsgetriebes 82 und des Gehäuses 98 vorgesehen.
Das Planetengetriebe 26 ist im Momentenfluss hinter dem Abtrieb des Stirnradgetriebes 24 angeordnet. Das Planetengetriebe 26 weist die zweite Eingangswelle 36 und eine Ab triebswelle 38 auf. Das Planetengetriebe 26 ist zur Übertragung eines über das Stirnrad getriebe 24 übertragenen Drehmoments des Verbrennungsmotors 12 und/oder von der elektrischen Maschine 18 zu einem Abtrieb des Planetengetriebes 26 vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 12 und die elektrische Maschine 18 sind beide über die zweite Ein gangswelle 36 an das Planetengetriebe 26 angebunden und weisen daher dieselbe Drehzahl der zweiten Eingangswelle 36 auf. Die Gänge des Planetengetriebes 26 wer den durch den Planetenradsatz 40 gebildet. Das Planetengetriebe 26 weist ein Verblo ckungsschaltelement 108 auf. Das Verblockungsschaltelement 108 ist dazu vorgesehen, das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 drehfest mit dem Sonnenrad 42 des Planeten radsatzes 40 zu verbinden. Das Verblockungsschaltelement 108 ist dazu vorgesehen, das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 drehfest mit dem Planetengetriebeeingangs rad 50 zu verbinden. Das Verblockungsschaltelement 108 ist als eine Kupplung ausge bildet. Das Planetengetriebe 26 weist ein Bremselement 110 auf. Das Bremselement 110 ist als ein Klauenschaltelement ausgebildet. Mittels des Bremselements 110 kann das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 drehfest mit dem Gehäuse 98 verbunden werden. Mittels des Planetengetriebes 26 sind beispielhaft genau zwei Gänge schaltbar. Alle Gänge des Planetengetriebes 26 sind rein elektrisch fahrbar. Die Gänge des Plane tengetriebes 26 sind untereinander zumindest teilweise lastschaltbar.
Beispielsweise wird eine Schaltungsvariante des Mehrstufengetriebes aus Stirnradge triebe 24 und Planetengetriebe 26 im Folgenden beschrieben. Die Schaltungsvariante wird hier beispielsweise anhand des 2-Gang Stirnradgetriebes 24 in Kombination mit dem 2-Gang Planetengetriebe 26 beschrieben. Bei der beispielhaften Schaltungsvarian te mit vier möglichen Gängen befindet sich das Stirnradgetriebe 24 in den Gängen eins bis zwei des Mehrstufengetriebes in einem ersten Gang und in den Gängen drei bis vier des Mehrstufengetriebes in einem zweiten Gang. Dagegen befindet sich das Planeten getriebe 26 in dem ersten und dritten Gang des Mehrstufengetriebes in einem ersten Gang, in dem zweiten und vierten Gang des Mehrstufengetriebes in einem zweiten Gang. Grundsätzlich lässt sich ein Rückwärtsgang mittels einer weiteren Stirnradstufe des Stirnradgetriebes 24 realisieren.
Bezugszeichenliste
10 Hybridantriebssystem
12 Verbrennungsmotor
14 Kurbelwelle
16 elektrische Antriebseinheit
18 elektrische Maschine
20 Rotor
22 Stator
24 Stirnradgetriebe
26 Planetengetriebe
28 Erste Eingangswelle
30 Vorgelegewelle
32 Torsionsdämpfer
34 Trennkupplung
36 Zweite Eingangswelle
38 Abtriebswelle
40 Planetenradsatz
42 Sonnenrad
44 Hohlrad
46 Planetenradträger
48 Planetenrad
50 Planetengetriebeeingangsrad
52 Erste Stirnradpaarung
54 Zweite Stirnradpaarung
56 Dritte Stirnradpaarung
58 Vierte Stirnradpaarung
60 Erstes Eingangswellenrad
62 Vorgelegewellenrad
64 Zweites Eingangswellenrad
66 Vorgelegewellenrad
68 Vorgelegewellenabtriebsrad
70 Erste Schalteinheit
72 Erstes Schaltelement
74 Zweite Schalteinheit
76 Zweites Schaltelement
78 Abtriebsrad Achsgetriebe
Seitenwelle
Seitenwelle
Erstes Radiallager
Zweites Radiallager Drittes Radiallager
Viertes Radiallager Fünftes Radiallager Gehäuse
Erstes Axiallager
Zweites Axiallager
Drittes Axiallager
Parksperreneinheit Verblockungsschaltelement Bremselement

Claims

Patentansprüche
1. Hybridantriebssystem mit einem Verbrennungsmotor (12), der eine Kurbelwelle (14) aufweist, mit einer elektrischen Antriebseinheit (16), die eine elektrische Maschine (18) mit einem Rotor (20) und einem Stator (22) aufweist, mit einem Stirnradgetriebe (24), welches eine erste Eingangswelle (28) und eine
Vorgelegewelle (30) umfasst, mit einem Planetengetriebe (26), welches eine zweite Eingangswelle (36) und eine Abtriebswelle (38) umfasst, wobei die Kurbelwelle (14) des Verbrennungsmotors (12) koaxial zu der ersten
Eingangswelle (28) angeordnet und drehfest mit der ersten Eingangswelle (28) gekoppelt oder koppelbar ist,
wobei ein Achsgetriebe (82) vorgesehen ist, welches koaxial zu der zweiten Eingangswelle (36) angeordnet ist, wobei der Rotor (20) über zumindest eine erste Stirnradpaarung (52) des Stirnradgetriebes (24) mit der zweiten
Eingangswelle (36) gekoppelt oder koppelbar ist, das Stirnradgetriebe (24) eine zweite Stirnradpaarung (54) und eine dritte Stirnradpaarung (56) aufweist, das Planetengetriebe (26) genau einen einfachen Planetenradsatz (40) aufweist, und die Vorgelegewelle (30) über genau eine Stirnradpaarung, insbesondere eine vierte Stirnradpaarung (58) des Stirnradgetriebes (24), mit einem
Sonnenrad (42) des Planetenradsatzes (40) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kurbelwelle (14), der Rotor (20) und die zweite Eingangswelle (36) achsparallel und achsversetzt zueinander angeordnet sind.
2. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Trennkupplung (34), welche zu einer drehfesten Kopplung der Kurbelwelle (14) und der ersten Eingangswelle (28) vorgesehen ist, wobei die zumindest eine Trennkupplung (34) koaxial zu der Kurbelwelle (14) angeordnet ist.
3. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorgelegewelle (30) ein erstes Vorgelegewellenrad (62), welches ein Rad der zweiten Stirnradpaarung (54) bildet, ein zweites Vorgelegewellenrad (66), welches ein Rad der dritten Stirnradpaarung (56) bildet, und ein
Vorgelegewellenabtriebsrad (68) aufweist, welches zusammen mit einem Planetengetriebeeingangsrad (50) des Planetengetriebes (26) die vierte Stirnradpaarung (58) bildet, wobei das Planetengetriebeeingangsrad (50) drehfest mit dem Sonnenrad (42) des Planetenradsatzes (40) verbunden ist.
4. Hybridantriebssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Vorgelegewellenrad (62) ein Rad der ersten Stirnradpaarung (52) bildet.
5. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Planetengetriebe (26) zumindest ein Verblockungsschaltelement (108) aufweist.
6. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Planetengetriebe (26) zumindest ein Bremselement (110) aufweist, mittels dessen ein Hohlrad (44) des Planetenradsatzes (40) drehfest mit einem Gehäuse (98) verbunden werden kann.
7. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
ein erstes Radiallager (88) und ein zweites Radiallager (90), wobei das
Achsgetriebe (82) mittels des ersten Radiallagers (88) radial gegenüber einem Gehäuse (98) und mittels des zweiten Radiallagers (90) radial gegenüber dem Sonnenrad (42) des Planetenradsatzes (40) gelagert ist.
8. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
ein erstes Axiallager (100) und ein zweites Axiallager (102), wobei das
Achsgetriebe (82) mittels des ersten Axiallagers (100) axial gegenüber dem Sonnenrad (42) des Planetenradsatzes (40) und mittels des zweiten Axiallagers (102) axial gegenüber dem Hohlrad (44) des Planetenradsatzes (40) gelagert ist.
9. Hybridantriebssystem zumindest nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
ein drittes Axiallager (104), wobei das Hohlrad (44) des Planetenradsatzes (40) mittels des dritten Axiallagers (104) axial gegenüber einem Gehäuse (98) gelagert ist.
10. Hybridantriebssystem zumindest nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
ein drittes Radiallager (92), wobei das Hohlrad (44) des Planetenradsatzes (40) mittels des dritten Radiallagers (92) radial gegenüber dem Achsgetriebe (82) gelagert ist.
11. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Achsgetriebe (82) radial innerhalb des Planetengetriebes (26) und axial überlappend zu dem Planetengetriebe (26) angeordnet ist.
12. Hybridantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetenradsatz (40) zumindest im Wesentlichen axial auf Höhe der zweiten Stirnradpaarung (54) angeordnet ist.
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