WO2020228901A1 - Hybride getriebeeinheit mit planetenradsätzen zum umsetzen zweier serieller sowie vier paralleler modi; sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Hybride getriebeeinheit mit planetenradsätzen zum umsetzen zweier serieller sowie vier paralleler modi; sowie kraftfahrzeug Download PDF

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WO2020228901A1
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switching device
planetary gear
input shaft
gear
transmission unit
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PCT/DE2020/100393
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Laurent BAYOUX
Matthieu Rihn
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H2200/0082—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds
    • F16H2200/0086—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds the gear ratios comprising two reverse speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2041—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with four engaging means
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • Hybrid gear unit with planetary gear sets for converting two serial and four parallel modes for converting two serial and four parallel modes; as well as motor vehicle
  • the invention relates to a transmission unit (also referred to as a (dedicated) hybrid transmission) for a hybrid motor vehicle, with an input shaft that can be connected to an internal combustion engine, a planetary transmission that can be coupled to the input shaft, the planetary transmission being equipped with a first planetary gear set and a second planetary gear set is, a first electrical machine, wherein a rotor of the first electrical machine is rotatably attached to the input shaft, a, coupled with a component of the planetary gear, second electrical machine, and no more than four, each forming a brake or a hitch ment and between an activated position and a deactivated Stel development adjustable switching devices, the switching devices for switching different gear ratios between the input shaft and an output shaft and / or between the second electrical machine and the output shaft w irkend are used.
  • Generic transmission units are known from CN 109177716 A, for example.
  • the no more than four switching devices for converting four different gear ratios (between the input shaft and the output shaft) in one drive state of the internal combustion engine and two different gear ratios (between the second electrical machine and the output shaft) in one (Sole) on the drive state of the second electrical machine, with implementation of a serial operation, are formed by their activated and deactivated positions.
  • first drive state in which the internal combustion engine alone or together with the second electrical machine drives the drive wheels of the motor vehicle
  • second drive state in which the internal combustion engine does not drive the drive wheels of the motor vehicle through a direct coupling via the planetary gear, but in which the internal combustion engine drives the first electrical machine working as a generator, with the electrical energy generated by the first electrical machine in turn for driving the second electric machine is used, which second electric machine drives the drive wheels of the motor vehicle.
  • a first switching device and / or a second switching device are designed as a clutch.
  • the internal combustion engine can be de-coupled from the planetary gear or coupled to it.
  • the first switching device is formed as a clutch that is used between the input shaft and a first sun gear in meshing engagement with the first planetary gear set, so that in the activated position of the first switching device the An output shaft is rotationally connected to the first sun gear (ie a drive power can be transmitted between the input shaft and the first sun gear) and in the deactivated position of the first switching device, the input shaft is decoupled from the first sun gear (ie no drive power between the input shaft and the first sun gear is transferable.).
  • the second switching device it is expedient if this is designed as a clutch which is inserted between the input shaft and a (first) planet carrier of the first planetary gear set so that in the activated position of the second switching device the input shaft with the (first) Pla net carrier of the first planetary gear set is rotationally connected (ie a drive power can be transmitted between the input shaft and the first planetary carrier) and in the deactivated position of the second switching device, the input shaft is decoupled from the (first) planet carrier of the first planetary gear set (ie no drive power can be transmitted between the input shaft and the first planet carrier).
  • a third switching device and / or a fourth switching device are / is designed as a brake. This means that the other gear ratios / gears can also be shifted easily.
  • the third switching device is designed as a brake acting on a second sun gear, the second sun gear being in meshing engagement with a second planetary gear set of the planetary gear, so that in the activated position of the third switching device a rotation of the second sun gear is blocked and in the deactivated position of the third switching device, free rotation of the second sun gear is enabled.
  • the fourth switching device it is also useful if it is designed as a brake acting on the first sun gear so that rotation of the first sun gear is blocked in the activated position of the fourth switching device and free rotation of the first in the deactivated position of the fourth switching device Sun gear is enabled.
  • a first ring gear in meshing engagement with the first planetary gear set is permanently rotatably coupled to a (second) planet carrier of the second planetary gear set and / or the (first) planet carrier of the first planet gear set is rotatably coupled to a second ring gear located in meshing engagement with the second planetary gear set.
  • a rotor-fixed drive shaft of the second electrical machine is rotatably coupled to the (first) plane carrier of the first planetary gear set (preferably via a gear stage), the second electrical machine is connected to the planetary gear in a particularly simple and compact manner.
  • the drive shaft is preferably arranged parallel to a central axis of rotation of the gear unit (axis of rotation of the input shaft / the sun gears / the planetary carrier).
  • the invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine, such as a gasoline or diesel engine, and a transmission unit according to the invention connected or connectable with its input shaft to an engine output shaft of the internal combustion engine according to at least one of the previously described embodiments.
  • an internal combustion engine such as a gasoline or diesel engine
  • a transmission unit according to the invention connected or connectable with its input shaft to an engine output shaft of the internal combustion engine according to at least one of the previously described embodiments.
  • a dedicated hybrid drive with a planetary gear set with two serial modes and four parallel modes can be implemented.
  • the indicated hybrid transmission has (no more than) four clutches, two planetary gear sets and two electric machines for converting two gears for a second electric machine and four gears for the internal combustion engine.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a partially shown in a
  • FIG. 2 shows a diagram to illustrate the gears that can be shifted by the transmission unit of FIG. 1, as well as
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a motor vehicle including the transmission unit according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a drive train 25 of a motor vehicle 2 with a transmission unit 1 according to the invention.
  • the transmission unit 1 used in this drive train 25 is implemented as a flybridge transmission and, alternatively, is also designated as such.
  • a preferred position of the transmission unit 1 and the drive train 25 is shown in FIG. 3 in a schematically illustrated motor vehicle 2 (here a car). It can be seen here that the transmission unit 1 with the drive train 25 is used to act on a front axle of the motor vehicle 2.
  • the transmission unit 1 forms an input in the form of an input shaft 4, which is ge or can be coupled to an internal combustion engine 3, and an output in the form of an output shaft 16 bil det, which is connected to an output, is drivingly coupled or can be coupled for example to two output gears 26a, 26b of the motor vehicle 2 according to FIG.
  • This is a front-transverse arrangement of the internal combustion engine 3 including the transmission unit 1.
  • An axis of rotation 27 shown in Fig. 1 of an engine output shaft 24 (crankshaft) of the internal combustion engine 3, which corresponds to a central axis of rotation 27 of the gear unit 1, is consequently transversely, approximately perpendicular, to the vehicle longitudinal axis aligned.
  • the invention can of course also be used in a longitudinal configuration (front motor-Ge gear, gear shaft to the rear driven wheels).
  • the transmission unit 1 has a two-stage planetary gear 5 and two electrical machines 8, 11.
  • Planetary gear 5 has a first planetary gear set 6, which forms the first gear stage of planetary gear 5, and a second planetary gear set 7, which forms the second gear stage of planetary gear 5.
  • the first planetary gear set 6 / the individual (first) planet gears 28 of the first planetary gear set 6 is / are in meshing engagement with a first sun gear 17 on the one hand and a first ring gear 20 on the other.
  • the first planetary gear set 6 is arranged with its individual (first) planet gears 28 on a first planet carrier 18 so as to be rotatable.
  • the first planet carrier 18 simultaneously forms a (second) ring gear 22 of the second gear stage of the planetary gear 5.
  • the first planetary carrier 18 is thus non-rotatably connected to the second ring gear 22, which second ring gear 22 in turn meshes with the second planetary gear set 7 / the (second) planet gears 29 of the second planetary gear set 7.
  • the individual (second) planetary gears 29 of the second planetary gear set 7 are also in mesh with a second sun gear 19.
  • the first ring gear 20 is also non-rotatably connected to a second planetary carrier 21 that rotatably supports the second planetary gears 29.
  • the second planet carrier 21 and the first ring gear 20 are each directly connected to the output shaft 16 of the gear unit 1 / of the planetary gear 5 in a rotationally fixed manner.
  • a first electrical machine 8 typically has a stator 30 and a rotor 9 that is rotatably mounted relative to the stator 30.
  • the rotor 9 is rotatably received within the stator 30.
  • the rotor 9 is attached directly to the input shaft 4 of the first electrical machine 8 in a rotationally fixed manner.
  • a second electrical machine 11 likewise typically has a stator 31 and a rotor 32 which is rotatably mounted relative to stator 31.
  • the Ro tor 32 of the second electrical machine 11 is rotatably received within the stator 31 of the second electrical machine 11.
  • the rotor 32 is attached non-rotatably on a drive shaft 23 of the second electrical machine 11.
  • the drive shaft 23 is parallel with its axis of rotation, that is to say radially spaced, to the central axis of rotation 27 the transmission unit 1 arranged.
  • the drive shaft 23 is furthermore rotationally coupled via a gear stage 33 to a component 10 of the planetary gear 5 in the form of the first Pla netenarmes 18 and the second ring gear 22.
  • a torsional vibration damper 34 can in principle be integrated in the drive train 25 on the part of the internal combustion engine 3.
  • the torsional vibration damper 34 is arranged here between the output shaft 16 of the internal combustion engine 3 and the input shaft 4 of the transmission unit 1.
  • the torsional vibration damper 34 can in principle be viewed as a component of the transmission unit 1 or as a separate component thereof.
  • Fig. 1 exactly, i. H. no more and no less than four switching devices 12, 13, 14, 15 integrated in the transmission unit 1 in order to use their deactivated and activated positions to control the individual transmission ratios /
  • a first switching device 12 is implemented as a clutch.
  • the first Druckein direction 12 is used between the input shaft 4 and the first sun gear 17 acting.
  • the input shaft 4 and thus the motor output shaft 24 in an activated position of the first switching device 12 is rotatably coupled to the first sun gear 17 and in a deactivated position of the first switching device 12 of the device first sun gear 17 decoupled from rotation, d. H. freely rotatable relative to this ver.
  • the activated position of the first switching device 12 is thus a closed clutch position, whereas the deactivated position is an open clutch position.
  • a second switching device 13 is also implemented as a clutch.
  • the second switching device 13 is used to act between the input shaft 4 and the first planet carrier 18. Accordingly, the input shaft 4 and thus, when the motor vehicle 2 is in operation, the engine output shaft 24 is connected to the first planet carrier 18 in a rotationally fixed manner in the activated position of the second switching device 13 and in a ner deactivated position of the second switching device 13 from the first planetary carrier 18 decoupled from rotation, ie arranged freely rotatable relative to this.
  • the activated position of the second switching device 13 is a closed clutch position and the deactivated position of the second switching device 13 is an open clutch position.
  • the third switching device 14 and the fourth switching device 15 are each implemented as brakes.
  • the third switching device 14 is that brake that interacts with the two th sun gear 19.
  • the third switching device 14 is thus able to brake / hold the second sun gear 19 relative to a region 35 of the motor vehicle 2 that is fixed to the vehicle frame.
  • the third switching device 14 acts on the second Son nenrad 19 that this is blocked in its rotation relative to the area 35 of the motor vehicle 2 fixed to the vehicle frame;
  • the third switching device 14 is arranged in such a way that it enables / permits free rotation of the second sun gear 19 relative to the region 35.
  • the fourth switching device 15 essentially acts in the same way as the third switching device 14. However, this does not act on the second sun gear 19, but on the first sun gear 17.
  • the individual operating / drive states of the drive train 25 are illustrated.
  • a first drive state parallel operation
  • the first electrical machine 8 (EM1) and the second electrical machine 1 1 (EM2) are optionally available as a generator G or as Drive motor M working or inactive / idling -.
  • the first shift device 12 (K1) and the third shift device 14 (B2) are in their activated position, while the second shift device 13 (K2) and the fourth shift device are in their activated position 15 (B1) be in their deactivated positions. Accordingly, a first gear ratio is converted via the input shaft 4, the first sun gear 17, the first planetary gear set 6, the first planetary carrier 18, the second ring gear 22, the second planetary gear set 7, the second planetary carrier 21 to the output shaft 16.
  • the second switching device 13 and the third switching device 14 are in their activated position, while the first switching device 12 and the fourth switching device 15 are switched in their deactivated position. This results in the drive power being transmitted from the input shaft 4 via the first plane carrier 18, the second ring gear 22, the second planetary gear set 7 to the output shaft 16.
  • the first switching device 12 and the second switching device 13 are in their activated position and the third switching device 14 and fourth switching device 15 are in their deactivated position.
  • the drive power is transmitted from the input shaft 4 to both the first sun gear 17 and the first carrier 18 Pla. From there, the drive power is transmitted to the output shaft 16 via the first planetary gear set 6 and the first ring gear 20.
  • the first switching device 12 and the third switching device 14 are in their deactivated position and the second switching device 13 and the fourth Druckein direction 15 are in their activated position.
  • drive power is transmitted from the input shaft 4 via the first planet carrier 18, the first planetary gear set 6 and the first ring gear 20 to the output shaft 16.
  • the first electrical machine 8 permanently acts as a generator and the second electrical machine 11 permanently acts as a drive motor.
  • the first electrical machine 8 consequently serves to convert the mechanical energy generated by the internal combustion engine 3 into electrical energy, which electrical energy, for example with intermediate storage in a battery, is supplied to the second electrical machine 11 as drive energy / power.
  • the first and second switching devices 12, 13 are thus permanently opened / deactivated. Overall, no more than two gears / gear ratios can be selected in this second drive state.
  • a first gear of the second drive state (1st gear VKM-SB) is implemented by activating the third switching device 14 (while fourth switching device 15 is deactivated). Accordingly, in this first gear of the second Antriebszu state, a drive power is transmitted from the second electrical machine 11 from the drive shaft 23 via the second ring gear 22, the second planetary gear set 7 and the second planetary carrier 21 to the output shaft 16.
  • a second gear of the second drive state (2nd gear VKM-SB) is implemented by activating fourth switching device 15 (while third switching device 14 is deactivated). Accordingly, in this second gear of the second Antriebszu state, a drive power of the second electrical Ma machine 11 is transmitted from the drive shaft 23 via the first planetary carrier 18, the first planetary gears 28 and the second ring gear 22 to the output shaft 16.
  • a third drive state pure electric mode
  • the internal combustion engine 3 is switched off compared to the second drive state. Consequently, the first electrical machine 8 is also inactive.
  • the drive takes place exclusively through previously stored energy by means of the second electric machine 11.
  • the two gears of this third drive state (1st gear EM and 2nd gear EM) are implemented analogously to the gears of the second drive state.
  • a stationary state of charge (fourth operating state) of the drive train 25 can be implemented.
  • a drive power device of the internal combustion engine 3 is supplied to the first electrical machine 8 working as a generator and converted there into electrical energy for storage in a battery. In this state of charge, all four switching devices 12, 13, 14, 15 are in their deactivated position.
  • these four switching devices 12, 13, 14, 15 can also be used to implement two reverse gears / reverse driving states (for the fifth operating state of the drive train 25).
  • This is possible either purely electrically or by means of an electric continuously variable transmission (eCVT).
  • the first electrical machine 8 is always inactive.
  • the third switching device 14 is switched in its activated position, while the first, second and fourth switching device 12, 13, 15 are arranged in their deactivated position.
  • the second electrical machine 1 1 serves as a drive motor.
  • eCVT state ecvt
  • the first switching device 12 is activated and the remaining second to fourth switching devices 13, 14, 15 are deactivated.
  • the second electrical machine 1 1 then acts as a generator.
  • Boosting and recuperation are in principle possible in all gears.
  • a load point shift of the internal combustion engine 3 in all gears of the internal combustion engine 3 is also possible.
  • a transmission concept 1 (with four shifting devices 12, 13, 14, 15 / clutches, two different planetary gears 28, 29 and two electrical machines 8, 11) is proposed that has two gears for the electric motor 11 and four gears are allowed for the internal combustion engine 3.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (1) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), mit einer mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) verbindbaren Eingangswelle (4), mit einem an die Eingangswelle (4) ankoppelbaren Planetengetriebe (5), wobei das Planetengetriebe (5) mit einem ersten Planetenradsatz (6) und einem zweiten Planetenradsatz (7) ausgestattet ist, einer ersten elektrischen Maschine (8), deren Rotor (9) drehfest an der Eingangswelle (4) angebracht ist, einer, mit einem Bestandteil (10) des Planetengetriebes (5) gekoppelten, zweiten elektrischen Maschine (11 ), sowie nicht mehr als vier, jeweils eine Bremse oder eine Kupplung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellung verstellbaren Schalteinrichtungen (12, 13, 14, 15), wobei die Schalteinrichtungen (12, 13, 14, 15) zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen der Eingangswelle (4) sowie einer Ausgangswelle (16) und/oder zwischen der zweiten elektrischen Maschine (11) sowie der Ausgangswelle (16) wirkend eingesetzt sind, wobei die nicht mehr als vier Schalteinrichtungen (12, 13, 14, 15) zum Umsetzen von vier unterschiedlichen Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (3) und zwei unterschiedlichen Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand der zweiten elektrischen Maschine (11), unter Umsetzen eines seriellen Betriebs, durch ihre aktivierten sowie deaktivierten Stellungen ausgebildet sind. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2) mit dieser Getriebeeinheit (1).

Description

Hybride Getriebeeinheit mit Planetenradsätzen zum Umsetzen zweier serieller sowie vier paralleler Modi; sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (auch als (dediziertes) Hybridgetriebe be zeichnet) für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einer mit einer Verbrennungskraftma schine verbindbaren Eingangswelle, einem an die Eingangswelle ankoppelbaren Pla netengetriebe, wobei das Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und ei nem zweiten Planetenradsatz ausgestattet ist, einer ersten elektrischen Maschine, wobei ein Rotor der ersten elektrischen Maschine drehfest an der Eingangswelle an gebracht ist, einer, mit einem Bestandteil des Planetengetriebes gekoppelten, zweiten elektrischen Maschine, sowie nicht mehr als vier, jeweils eine Bremse oder eine Kupp lung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stel lung verstellbaren Schalteinrichtungen, wobei die Schalteinrichtungen zum Schalten verschiedener Getriebeübersetzungen zwischen der Eingangswelle sowie einer Aus gangswelle und/oder zwischen der zweiten elektrischen Maschine sowie der Aus gangswelle wirkend eingesetzt sind.
Gattungsgemäße Getriebeeinheiten sind bspw. aus der CN 109177716 A bekannt.
Folglich sind bereits Systeme bekannt, die ein Getriebe, zwei elektrische Maschinen (eine erste elektrische Maschine überwiegend als Generator und eine zweite elektri sche Maschine als Motor eingesetzt) und eine Kupplungseinrichtung aufweisen. Als Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat sich jedoch herausgestellt, dass die vorhandenen, durch das Getriebe vorgegebenen schaltbaren Gänge allesamt sowohl für die Verbrennungskraftmaschine als auch für den antrei benden Elektromotor verwendet werden. Diese Gänge werden somit für die Verbren nungskraftmaschine und die zweite elektrische Maschine identisch verwendet. Es hat sich jedoch in Bezug auf die Drehmomentübertragung für eine weitere Optimierung des Wirkungsgrades erwiesen, dass für den Antrieb des Kraftfahrzeuges durch die zweite elektrische Maschine möglichst wenige Gänge ausreichen. Währenddessen ist es für den Antrieb des Kraftfahrzeuges durch die Verbrennungskraftmaschine von Vorteil, wenn die Verbrennungskraftmaschine über möglichst viele unterschiedliche Gänge an die Antriebsräder ankoppelbar ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik be kannten Nachteile zu beheben und eine modular aufgebaute Getriebeeinheit zur Ver fügung zu stellen, die einen verbesserten Wirkungsgrad des Antriebsstranges ermög licht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die nicht mehr als vier Schalteinrich tungen zum Umsetzen von vier unterschiedlichen Getriebeübersetzungen (zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle) in einem Antriebszustand der Verbren nungskraftmaschine und zwei unterschiedlichen Getriebeübersetzungen (zwischen der zweiten elektrischen Maschine und der Ausgangswelle) in einem (alleinigen) An triebszustand der zweiten elektrischen Maschine, unter Umsetzen eines seriellen Be triebs, durch ihre aktivierten sowie deaktivierten Stellungen ausgebildet sind. Dadurch werden vier Modi / Getriebeübersetzungen in einem parallelen Betrieb (erster An triebszustand), in dem die Verbrennungskraftmaschine alleine oder zusammen mit der zweiten elektrischen Maschine die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges antreibt, umge setzt und zwei serielle Modi / Getriebeübersetzungen in einem seriellen Betrieb (zwei ter Antriebszustand), in dem die Verbrennungskraftmaschine nicht durch eine direkte Koppelung über das Planetengetriebe die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges antreibt, sondern in dem die Verbrennungskraftmaschine die als Generator arbeitende erste elektrische Maschine antreibt, wobei die durch die erste elektrische Maschine er zeugte elektrische Energie wiederum zum Antrieb der zweiten elektrischen Maschine verwendet wird, welche zweite elektrische Maschine die Antriebsräder des Kraftfahr zeuges antreibt.
Dadurch wird eine Getriebeeinheit zur Verfügung gestellt, die im Aufbau besonders einfach umgesetzt ist und als Modul in dem Antriebsstrang kompakt eingesetzt wer den kann. Zugleich wird der Wirkungsgrad verbessert, indem unterschiedlich viele Gänge in Abhängigkeit des Antriebszustandes schaltbar sind. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Die nachfolgenden erläuterten vorteilhaften Anordnungen der Schalteinrichtungen be ziehen sich auf deren Wirkbeziehung mit den entsprechenden Bestandteilen des zwi schen der Eingangswelle und der Ausgangswelle wirkend eingesetzten Planetenge triebes, wobei die erste elektrische Maschine stets mit der Eingangswelle gekoppelt ist und die zweite elektrische Maschine, zwischen der Eingangswelle und der Ausgangs welle, ebenfalls mit einem Bestandteil des Planetengetriebes gekoppelt ist.
Von Vorteil ist es demnach, wenn eine erste Schalteinrichtung und/oder eine zweite Schalteinrichtung (der nicht mehr als vier Schalteinrichtungen) als Kupplung ausgebil det sind/ist. Dadurch lässt sich die Verbrennungskraftmaschine geschickt von dem Planetengetriebe entkoppeln bzw. an dieses ankoppeln.
Zudem hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die erste Schalteinrichtung als eine Kupplung, die zwischen der Eingangswelle und einem mit dem ersten Plane tenradsatz in Zahneingriff stehenden ersten Sonnenrad wirkend eingesetzt ist, ausge bildet ist, so dass in der aktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung die Ein gangswelle mit dem ersten Sonnenrad rotatorisch verbunden ist (d. h. eine Antriebs leistung zwischen der Eingangswelle und dem ersten Sonnenrad übertragbar ist) und in der deaktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung die Eingangswelle von dem ersten Sonnenrad entkoppelt ist (d. h. keine Antriebsleistung zwischen der Eingangs welle und dem ersten Sonnenrad übertragbar ist.).
Hinsichtlich der zweiten Schalteinrichtung ist es zweckmäßig, wenn diese als eine Kupplung, die zwischen der Eingangswelle und einem (ersten) Planetenträger des ersten Planetenradsatzes wirkend eingesetzt ist, ausgebildet ist, sodass in der akti vierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung die Eingangswelle mit dem (ersten) Pla netenträger des ersten Planetenradsatzes rotatorisch verbunden ist (d. h. eine An triebsleistung zwischen der Eingangswelle und dem ersten Planetenträger übertragbar ist) und in der deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung die Eingangswelle von dem (ersten) Planetenträger des ersten Planetenradsatzes entkoppelt ist (d. h. keine Antriebsleistung zwischen der Eingangswelle und dem ersten Planetenträger übertragbar ist).
Zudem ist es zweckmäßig, wenn eine dritte Schalteinrichtung und/oder eine vierte Schalteinrichtung (der nicht mehr als vier Schalteinrichtungen) als Bremse ausgebildet sind/ist. Dadurch lassen sich auch die übrigen Getriebeübersetzungen / Gänge ein fach schalten.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die dritte Schalteinrichtung als eine auf ein zweites Son nenrad einwirkende Bremse ausgebildet ist, wobei das zweite Sonnenrad mit einem zweiten Planetenradsatz des Planetengetriebes in Zahneingriff steht, sodass in der aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung eine Rotation des zweiten Sonnenra des blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung eine freie Rotation des zweiten Sonnenrades ermöglicht ist.
Für die vierte Schalteinrichtung ist es zudem zweckmäßig, wenn diese als eine auf das erste Sonnenrad einwirkende Bremse ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung eine Rotation des ersten Sonnenrades blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung eine freie Rotation des ersten Sonnenrades ermöglicht ist.
Besonders bevorzugt sind somit die nicht mehre als vier Schalteinrichtungen zum Um setzen von vier unterschiedlichen Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand der Verbrennungskraftmaschine sowie zwei unterschiedliche Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand der zweiten elektrischen Maschine ausgebildet. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn ein Standladezustand über diese nicht mehr als vier Schaltein richtungen gebildet wird, indem die Verbrennungskraftmaschine der ersten elektri schen Maschine, die dann als Generator wirkt, eine Antriebsleistung zuführt. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die nicht mehr als vier Schalteinrichtungen ein Rückwärtsfah ren in einen elektrischen Betrieb oder einen eCVT-Betrieb (elektrisches stufenloses Getriebe) ermöglichen. Seitens des Aufbaus des Planetengetriebes hat es sich auch als zweckmäßig heraus gestellt, wenn ein mit dem ersten Planetenradsatz in Zahneingriff befindliches erstes Hohlrad mit einem (zweiten) Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes perma nent drehfest gekoppelt ist und/oder der (erste) Planetenträger des ersten Planeten radsatzes mit einem mit dem zweiten Planetenradsatz in Zahneingriff befindlichen zweiten Hohlrad drehfest gekoppelt ist.
Ist eine rotorfeste Triebwelle der zweiten elektrischen Maschine mit dem (ersten) Pla netenträger des ersten Planetenradsatzes (vorzugsweise über eine Zahnradstufe) drehgekoppelt, wird die zweite elektrische Maschine besonders einfach sowie kom pakt an das Planetengetriebe angebunden. Die Triebwelle ist vorzugsweise parallel zu einer zentralen Drehachse der Getriebeeinheit (Drehachse der Eingangswelle / der Sonnenräder / der Planetenträger) angeordnet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftma schine, wie einen Otto- oder Dieselmotor, und einer mit ihrer Eingangswelle an eine Motorausgangswelle des Verbrennungsmotors angeschlossenen oder anschließbaren erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein dediziertes Hybridge triebe mit Planetenradsatz mit zwei seriellen Modi sowie vier parallelen Modi umsetz bar. Das indizierte Hybridgetriebe weist (nicht mehr als) vier Kupplungen, zwei Plane tenradsätze und zwei elektrische Maschinen zum Umsetzen zweier Gänge für eine zweite elektrische Maschine und vier Gänge für die Verbrennungskraftmaschine auf.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer in einem teilweise dargestellten
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzten erfindungsgemäßen Ge triebeeinheit nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der durch die Getriebeeinheit der Fig. 1 schaltbaren Gänge, sowie
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges samt der erfindungs gemäßen Getriebeeinheit nach Fig. 1 .
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen.
Mit Fig. 1 ist ein Antriebsstrang 25 eines Kraftfahrzeuges 2 mit einer erfindungsgemä ßen Getriebeeinheit 1 gut zu erkennen. Die in diesem Antriebsstrang 25 eingesetzte Getriebeeinheit 1 ist als Flybridgetriebe realisiert und alternativ auch als solches be zeichnet. Eine bevorzugte Position der Getriebeeinheit 1 und des Antriebsstranges 25 ist in Fig. 3 in einem schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 2 (hier Pkw) gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass die Getriebeeinheit 1 mit dem Antriebsstrang 25 an einer Vorderachse des Kraftfahrzeuges 2 wirkend eingesetzt ist.
Zurückkommend auf Fig. 1 ist zu erkennen, dass die Getriebeeinheit 1 einen Eingang in Form einer Eingangswelle 4 bildet, der mit einer Verbrennungskraftmaschine 3 ge koppelt ist oder koppelbar ist, und einen Ausgang in Form einer Ausgangswelle 16 bil det, der mit einem Abtrieb, etwa mit zwei Abtriebsrädern 26a, 26b des Kraftfahrzeuges 2 nach Fig. 3 antreibend gekoppelt oder koppelbar ist. Hierbei handelt es sich um eine Front-Quer-Anordnung der Verbrennungskraftmaschine 3 samt der Getriebeeinheit 1 . Eine in Fig. 1 dargestellte Drehachse 27 einer Motorausgangswelle 24 (Kurbelwelle) der Verbrennungskraftmaschine 3, die einer zentralen Drehachse 27 der Getriebeein heit 1 entspricht, ist folglich quer, etwa senkrecht, zur Fahrzeuglängsachse ausgerich tet. Die Erfindung ist selbstverständlich auch in einer Längskonfiguration (Motor-Ge triebe vorne, Getriebewelle zu den hinteren Abtriebsrädern) einsetzbar.
Gemäß der Ausbildung als Hybridgetriebe weist die Getriebeeinheit 1 ein zweistufiges Planetengetriebe 5 sowie zwei elektrische Maschinen 8, 1 1 auf. Der prinzipielle Auf bau der Getriebeeinheit 1 ist besonders gut in Fig. 1 zu erkennen. Demnach weist das Planetengetriebe 5 einen ersten Planetenradsatz 6 auf, der die erste Getriebestufe des Planetengetriebes 5 bildet, sowie einen zweiten Planetenradsatz 7 auf, der die zweite Getriebestufe des Planetengetriebes 5 bildet. Der erste Planetenradsatz 6 / die einzelnen (ersten) Planetenräder 28 des ersten Planetenradsatzes 6 befindet / befin den sich einerseits mit einem ersten Sonnenrad 17, andererseits mit einem ersten Hohlrad 20 in Zahneingriff. Der erste Planetenradsatz 6 ist mit seinen einzelnen (ers ten) Planetenrädern 28 auf einem ersten Planetenträger 18 verdrehbar angeordnet.
Es ist zu erkennen, dass der erste Planetenträger 18 gleichzeitig ein (zweites) Hohlrad 22 der zweiten Getriebestufe des Planetengetriebes 5 bildet. Der erste Planetenträger 18 ist somit drehfest mit dem zweiten Hohlrad 22 verbunden, welches zweite Hohlrad 22 wiederum mit dem zweiten Planetenradsatz 7 / den (zweiten) Planetenrädern 29 des zweiten Planetenradsatzes 7 in Zahneingriff steht. Die einzelnen (zweiten) Plane tenräder 29 des zweiten Planetenradsatzes 7 befinden sich zudem in Zahneingriff mit einem zweiten Sonnenrad 19. Das erste Hohlrad 20 ist des Weiteren drehfest mit ei nem zweiten Planetenträger 21 , der die zweiten Planetenräder 29 drehbar lagert, ver bunden. Der zweite Planetenträger 21 und das erste Hohlrad 20 sind jeweils unmittel bar drehfest mit der Ausgangswelle 16 der Getriebeeinheit 1 / des Planetengetriebes 5 verbunden.
Eine erste elektrische Maschine 8 weist auf typische Weise einen Stator 30 sowie ei nen relativ zu dem Stator 30 verdrehbar gelagerten Rotor 9 auf. Der Rotor 9 ist inner halb des Stators 30 drehbar aufgenommen. Der Rotor 9 ist unmittelbar drehfest auf der Eingangswelle 4 der ersten elektrischen Maschine 8 angebracht.
Eine zweite elektrische Maschine 11 weist ebenfalls auf typische Weise einen Stator 31 sowie einen relativ zu dem Stator 31 verdrehbar gelagerten Rotor 32 auf. Der Ro tor 32 der zweiten elektrischen Maschine 11 ist innerhalb des Stators 31 der zweiten elektrischen Maschine 11 drehbar aufgenommen. Der Rotor 32 ist drehfest auf einer Triebwelle 23 der zweiten elektrischen Maschine 11 angebracht. Die Triebwelle 23 ist mit ihrer Drehachse parallel, d. h. radial beabstandet, zu der zentralen Drehachse 27 der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Die Triebwelle 23 ist des Weiteren über eine Zahn radstufe 33 mit einem Bestandteil 10 des Planetengetriebes 5 in Form des ersten Pla netenträgers 18 und des zweiten Hohlrades 22 rotatorisch gekoppelt.
In Fig. 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass in dem Antriebsstrang 25 seitens der Ver brennungskraftmaschine 3 prinzipiell ein Drehschwingungsdämpfer 34 integrierbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer 34 ist hier zwischen der Ausgangswelle 16 der Ver brennungskraftmaschine 3 und der Eingangswelle 4 der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 34 kann prinzipiell als Bestandteil der Getriebeeinheit 1 oder als separater Bestandteil davon angesehen werden.
Erfindungsgemäß sind in Fig. 1 exakt, d. h. nicht mehr und auch nicht weniger als vier Schalteinrichtungen 12, 13, 14, 15 in der Getriebeeinheit 1 integriert, um durch ihre deaktivierten und aktivierten Stellungen die einzelnen Getriebeübersetzungen /
Gänge, wie sie aus Fig. 2 hervorgehen, umzusetzen.
Eine erste Schalteinrichtung 12 ist als eine Kupplung realisiert. Die erste Schaltein richtung 12 ist zwischen der Eingangswelle 4 und dem ersten Sonnenrad 17 wirkend eingesetzt. Durch Ausbildung der ersten Schalteinrichtung 12 als Kupplung ist die Ein gangswelle 4 und somit im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 die Motorausgangswelle 24 in einer aktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung 12 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 17 gekoppelt und in einer deaktivierten Stellung der ersten Schalteinrich tung 12 von dem ersten Sonnenrad 17 drehentkoppelt, d. h. frei relativ zu diesem ver drehbar. Die aktivierte Stellung der ersten Schalteinrichtung 12 ist somit eine ge schlossene Kupplungsstellung, wohingegen die deaktivierte Stellung eine geöffnete Kupplungsstellung ist.
Eine zweite Schalteinrichtung 13 ist ebenfalls als Kupplung realisiert. Die zweite Schalteinrichtung 13 ist zwischen der Eingangswelle 4 und dem ersten Planetenträger 18 wirkend eingesetzt. Demnach ist die Eingangswelle 4 und somit im Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 die Motorausgangswelle 24 in der aktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung 13 drehfest mit dem ersten Planetenträger 18 verbunden und in ei- ner deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung 13 von dem ersten Planeten träger 18 drehentkoppelt, d. h. frei relativ zu diesem verdrehbar angeordnet. Somit ist die aktivierte Stellung der zweiten Schalteinrichtung 13 eine geschlossene Kupplungs stellung und die deaktivierte Stellung der zweiten Schalteinrichtung 13 eine geöffnete Kupplungsstellung.
Die dritte Schalteinrichtung 14 und die vierte Schalteinrichtung 15 sind jeweils als Bremsen realisiert. Die dritte Schalteinrichtung 14 ist jene Bremse, die mit dem zwei ten Sonnenrad 19 zusammenwirkt. Die dritte Schalteinrichtung 14 ist somit fähig, das zweite Sonnenrad 19 gegenüber einem fahrzeugrahmenfesten Bereich 35 des Kraft fahrzeuges 2 abzubremsen / festzuhalten. In einer aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung 14 wirkt die dritte Schalteinrichtung 14 derart auf das zweite Son nenrad 19, dass dieses in seiner Verdrehung relativ zu dem fahrzeugrahmenfesten Bereich 35 des Kraftfahrzeuges 2 blockiert ist; in einer deaktivierten Stellung der drit ten Schalteinrichtung 14 ist die dritte Schalteinrichtung 14 derart angeordnet, dass sie eine freie Rotation des zweiten Sonnenrades 19 relativ zu dem Bereich 35 freigibt / zulässt.
Auf gleiche Weise wie die dritte Schalteinrichtung 14 wirkt im Wesentlichen die vierte Schalteinrichtung 15. Diese wirkt jedoch nicht auf das zweite Sonnenrad 19, sondern auf das erste Sonnenrad 17.
In Verbindung mit Fig. 2 sind die einzelnen Betriebs- / Antriebszustände des Antriebs stranges 25 veranschaulicht. In einem ersten Antriebszustand ( Paralleler Betrieb ) wirkt entweder ausschließlich die Verbrennungskraftmaschine 3 oder die Verbren nungskraftmaschine 3 unterstützt von einer oder beiden elektrischen Maschinen 8, 1 1 antreibend auf die Abtriebsräder 26a, 26b ein. In den unterschiedlichen vier Gängen / Getriebeübersetzungen, wie sie mittels der vier Schalteinrichtungen 12, 13, 14, 15 umsetzbar sind, sind die erste elektrische Maschinen 8 ( EM1 ) und die zweite elektri sche Maschinen 1 1 ( EM2 ) wahlweise als Generator G oder als Antriebsmotor M arbeitend oder inaktiv / leer drehend - . ln dem ersten Antriebszustand zum Umsetzen eines ersten Ganges ( 1. Gang VKM ) befinden sich die erste Schalteinrichtung 12 ( K1 ) sowie die dritte Schalteinrichtung 14 ( B2 ) in ihrer aktivierten Stellung, während sich die zweite Schalteinrichtung 13 ( K2 ) und die vierte Schalteinrichtung 15 ( B1 ) in ihren deaktivierten Stellungen be finden. Demnach kommt es zum Umsetzen einer ersten Getriebeübersetzung über die Eingangswelle 4, das erste Sonnenrad 17, den ersten Planetenradsatz 6, den ersten Planetenträger 18, das zweite Hohlrad 22, den zweiten Planetenradsatz 7, den zwei ten Planetenträger 21 hin zu der Ausgangswelle 16.
In dem ersten Antriebszustand zum Umsetzen eines zweiten Ganges ( 2. Gang VKM ) befinden sich die zweite Schalteinrichtung 13 und die dritte Schalteinrichtung 14 in ih rer aktivierten Stellung, während die erste Schalteinrichtung 12 und die vierte Schalt einrichtung 15 in ihrer deaktivierten Stellung geschalten sind. Dabei kommt es zu ei nem Übertragen der Antriebsleistung von der Eingangswelle 4 über den ersten Plane tenträger 18, das zweite Hohlrad 22, den zweiten Planetenradsatz 7 hin zu der Aus gangswelle 16.
In dem ersten Antriebszustand zum Umsetzen eines dritten Ganges ( 3. Gang VKM ) befinden sich die erste Schalteinrichtung 12 und die zweite Schalteinrichtung 13 in ih rer aktivierten Stellung und die dritte Schalteinrichtung 14 sowie die vierte Schaltein richtung 15 befinden sich in ihrer deaktivierten Stellung. Die Antriebsleistung wird von der Eingangswelle 4 sowohl auf das erste Sonnenrad 17 als auch auf den ersten Pla netenträger 18 übertragen. Von dort wird die Antriebsleistung über den ersten Plane tenradsatz 6 und das erste Hohlrad 20 auf die Ausgangswelle 16 übertragen.
Zum Umsetzen eines vierten Ganges ( 4. Gang VKM ) in dem ersten Antriebszustand befinden sich die erste Schalteinrichtung 12 und die dritte Schalteinrichtung 14 in ihrer deaktivierten Stellung und die zweite Schalteinrichtung 13 sowie die vierte Schaltein richtung 15 befinden sich in ihrer aktivierten Stellung. Somit wird Antriebsleistung von der Eingangswelle 4 über den ersten Planetenträger 18, den ersten Planetenradsatz 6 und das erste Hohlrad 20 auf die Ausgangswelle 16 übertragen. In einem zweiten Antriebszustand ( Serieller Betrieb ) gemäß Fig. 2 wirkt die erste elektrische Maschine 8 permanent als Generator und die zweite elektrische Maschine 11 permanent als Antriebsmotor. Die erste elektrische Maschine 8 dient folglich zum Umwandeln der durch die Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte mechanische Ener gie in elektrische Energie, welche elektrische Energie, etwa unter Zwischenspeichern in einer Batterie, der zweiten elektrischen Maschine 11 als Antriebsenergie /-leistung zugeführt wird. Gemäß der Umsetzung eines seriellen Betriebes sind die ersten und zweiten Schalteinrichtungen 12, 13 somit permanent geöffnet / deaktiviert. Insgesamt sind in diesem zweiten Antriebszustand nicht mehr als zwei Gänge / Getriebeüberset zungen wählbar.
Ein erster Gang des zweiten Antriebszustandes ( 1. Gang VKM-SB ) ist durch Aktivie ren der dritten Schalteinrichtung 14 umgesetzt (während vierte Schalteinrichtung 15 deaktiviert ist). Demnach kommt es in diesem ersten Gang des zweiten Antriebszu standes zu einem Übertragen einer Antriebsleistung von der zweiten elektrischen Ma schine 11 von der Triebwelle 23 über das zweite Hohlrad 22, den zweiten Planeten radsatz 7 und den zweiten Planetenträger 21 zu der Ausgangswelle 16 hin.
Ein zweiter Gang des zweiten Antriebszustandes ( 2. Gang VKM-SB ) ist durch Akti vieren der vierten Schalteinrichtung 15 umgesetzt (während dritte Schalteinrichtung 14 deaktiviert ist). Demnach kommt es in diesem zweiten Gang des zweiten Antriebszu standes zu einem Übertragen einer Antriebsleistung der zweiten elektrischen Ma schine 11 von der Triebwelle 23 über den ersten Planetenträger 18, die ersten Plane tenräder 28 und das zweite Hohlrad 22 auf die Ausgangswelle 16.
In einem dritten Antriebszustand ( Reiner E-Betrieb ) ist die Verbrennungskraftma schine 3 im Vergleich zu dem zweiten Antriebszustand ausgeschalten. Folglich ist auch die erste elektrische Maschine 8 inaktiv. Der Antrieb erfolgt ausschließlich durch eine zuvor gespeicherte Energie mittels der zweiten elektrischen Maschine 11. Die beiden Gänge dieses dritten Antriebszustands ( 1. Gang EM und 2. Gang EM ) wer den analog zu den Gängen des zweiten Antriebszustands umgesetzt. Zudem ist ein Standladezustand (vierter Betriebszustand) des Antriebsstranges 25 umsetzbar. Hierbei wird bei laufender Verbrennungskraftmaschine 3 eine Antriebsleis tung der Verbrennungskraftmaschine 3 der als Generator arbeitenden ersten elektri schen Maschine 8 zugeführt und dort in eine elektrische Energie zur Speicherung in einer Batterie gewandelt. In diesem Standladezustand befinden sich alle vier Schalt einrichtungen 12, 13, 14, 15 in ihrer deaktivierten Stellung.
Wie des Weiteren aus dem Diagramm der Fig. 2 ersichtlich, sind über diese vier Schalteinrichtungen 12, 13, 14, 15 sind auch zwei Rückwärtsgänge / Rückwärtsfahr zustände umsetzbar (für fünften Betriebszustand des Antriebsstranges 25). Dies ist entweder rein elektrisch oder mittels eines elektrischen stufenlosen Getriebes (eCVT) ermöglicht. Dabei ist die erste elektrische Maschine 8 stets inaktiv. In der rein elektri schen Rückwärtsfahrt ( elektrisch ) ist die dritte Schalteinrichtung 14 in ihrer aktivier ten Stellung geschaltet, während die erste, zweite sowie vierte Schalteinrichtung 12, 13, 15 in ihrer deaktivierten Stellung angeordnet sind. Die zweite elektrische Maschine 1 1 dient als Antriebsmotor. In dem eCVT-Zustand ( ecvt ) ist die erste Schalteinrich tung 12 aktiviert und die übrigen zweiten bis vierten Schalteinrichtungen 13, 14, 15 sind deaktiviert. Die zweite elektrische Maschine 1 1 ist dann als Generator wirkend.
Ein Boosten sowie eine Rekuperation sind prinzipiell on allen Gängen möglich. Auch ist eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine 3 in allen Gängen der Verbrennungskraftmaschine 3 möglich.
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein Getriebekonzept 1 (mit vier Schalteinrichtungen 12, 13, 14, 15 / Kupplungen, zwei unterschiedlichen Planetenrä dern 28, 29 und zwei elektrischen Maschinen 8, 1 1 ) vorgeschlagen, das zwei Gänge für den Elektromotor 1 1 und vier Gänge für den Verbrennungsmotor 3 erlaubt. Bezuqszeichenliste Getriebeeinheit
Kraftfahrzeug
Verbrennungskraftmaschine
Eingangswelle
Planetengetriebe
erster Planetenradsatz
zweiter Planetenradsatz
erste elektrische Maschine
Rotor der ersten elektrischen Maschine Bestandteil
zweite elektrische Maschine
erste Schalteinrichtung
zweite Schalteinrichtung
dritte Schalteinrichtung
vierte Schalteinrichtung
Ausgangswelle
erstes Sonnenrad
erster Planetenträger
zweites Sonnenrad
erstes Hohlrad
erster Planetenträger
zweites Hohlrad
Triebwelle
Motorausgangswelle
Antriebsstrang
a erstes Abtriebsrad
b zweites Abtriebsrad
Drehachse
erstes Planetenrad
zweites Planetenrad
Stator der ersten elektrischen Maschine Stator der zweiten elektrischen Maschine Rotor der zweiten elektrischen Maschine Zahnradstufe
Drehschwingungsdämpfer
fahrzeugrahmenfester Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Getriebeeinheit (1 ) für ein hybrides Kraftfahrzeug (2), mit einer mit einer Ver brennungskraftmaschine (3) verbindbaren Eingangswelle (4), einem an die Eingangswelle (4) ankoppelbaren Planetengetriebe (5), wobei das Planeten getriebe (5) mit einem ersten Planetenradsatz (6) und einem zweiten Plane tenradsatz (7) ausgestattet ist, einer ersten elektrischen Maschine (8) deren Rotor (9) drehfest an der Eingangswelle (4) angebracht ist, einer, mit einem Bestandteil (10) des Planetengetriebes (5) gekoppelten, zweiten elektrischen Maschine (11 ), sowie nicht mehr als vier, jeweils eine Bremse oder eine Kupp lung bildenden und zwischen einer aktivierten Stellung und einer deaktivierten Stellung verstellbaren Schalteinrichtungen (12, 13, 14, 15), wobei die Schalt einrichtungen (12, 13, 14, 15) zum Schalten verschiedener Getriebeüberset zungen zwischen der Eingangswelle (4) sowie einer Ausgangswelle (16) und/oder zwischen der zweiten elektrischen Maschine (11 ) sowie der Aus gangswelle (16) wirkend eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht mehr als vier Schalteinrichtungen (12, 13, 14, 15) zum Umsetzen von vier unterschiedlichen Getriebeübersetzungen in einem Antriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (3) und zwei unterschiedlichen Getriebeüberset zungen in einem Antriebszustand der zweiten elektrischen Maschine (11 ), un ter Umsetzen eines seriellen Betriebs, durch ihre aktivierten sowie deaktivier ten Stellungen ausgebildet sind.
2. Getriebeeinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schalteinrichtung (12) und/oder eine zweite Schalteinrichtung (13) als Kupplung ausgebildet sind/ist.
3. Getriebeeinheit (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinrichtung (12) als eine zwischen der Eingangswelle (4) und ei nem mit dem ersten Planetenradsatz (6) in Zahneingriff stehenden ersten Sonnenrad (17) wirkende Kupplung ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung (12) eine Antriebsleistung zwischen der Eingangswelle (4) und dem ersten Sonnenrad (17) übertragbar ist und in der deaktivierten Stellung der ersten Schalteinrichtung (12) keine Antriebsleistung zwischen der Eingangswelle (4) und dem ersten Sonnenrad (17) übertragbar ist.
4. Getriebeeinheit (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinrichtung (13) als eine zwischen der Eingangswelle (4) und einem Planetenträger (18) des ersten Planetenradsatzes (6) wirkende Kupp lung ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der zweiten Schaltein richtung (13) eine Antriebsleistung zwischen der Eingangswelle (4) und dem Planetenträger (18) des ersten Planetenradsatzes (6) übertragbar ist und in der deaktivierten Stellung der zweiten Schalteinrichtung (13) keine Antriebs leistung zwischen der Eingangswelle (4) und dem Planetenträger (18) des ers ten Planetenradsatzes (6) übertragbar ist.
5. Getriebeeinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schalteinrichtung (14) und/oder eine vierte Schalt einrichtung (15) als Bremse ausgebildet sind/ist.
6. Getriebeeinheit (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schalteinrichtung (14) als eine auf ein zweites Sonnenrad (19) ein wirkende Bremse ausgebildet ist, wobei das zweite Sonnenrad (19) mit dem zweiten Planetenradsatz (7) des Planetengetriebes (5) in Zahneingriff steht, sodass in der aktivierten Stellung der dritten Schalteinrichtung (14) eine Rota tion des zweiten Sonnenrades (19) blockiert ist und in der deaktivierten Stel lung der dritten Schalteinrichtung (14) eine freie Rotation des zweiten Son nenrades (19) ermöglicht ist.
7. Getriebeeinheit (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Schalteinrichtung (15) als eine auf das erste Sonnenrad (17) ein wirkende Bremse ausgebildet ist, sodass in der aktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung (15) eine Rotation des ersten Sonnenrades (17) blockiert ist und in der deaktivierten Stellung der vierten Schalteinrichtung (15) eine freie Rotation des ersten Sonnenrades (17) ermöglicht ist.
8. Getriebeeinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem ersten Planetenradsatz (6) in Zahneingriff befind liches erstes Hohlrad (20) mit einem Planetenträger (21 ) des zweiten Plane tenradsatzes (7) drehfest gekoppelt ist und/oder der Planetenträger (18) des ersten Planetenradsatzes (6) mit einem mit dem zweiten Planetenradsatz (7) in Zahneingriff befindlichen zweiten Hohlrad (22) drehfest gekoppelt ist.
9. Getriebeeinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotorfeste Triebwelle (23) der zweiten elektrischen Ma schine (11 ) mit dem Planetenträger (18) des ersten Planetenradsatzes (6) drehgekoppelt ist.
10. Kraftfahrzeug (2) mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) und einer mit ihrer Eingangswelle (4) an eine Motorausgangswelle (24) der Verbrennungskraft maschine (3) angeschlossene oder anschließbare Getriebeeinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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