WO2021032457A1 - Hybridgetriebe - Google Patents

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WO2021032457A1
WO2021032457A1 PCT/EP2020/071837 EP2020071837W WO2021032457A1 WO 2021032457 A1 WO2021032457 A1 WO 2021032457A1 EP 2020071837 W EP2020071837 W EP 2020071837W WO 2021032457 A1 WO2021032457 A1 WO 2021032457A1
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WO
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oil
transmission
electric motor
clutch
ring cooler
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PCT/EP2020/071837
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English (en)
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Thomas Striedelmeyer
Daniel TEBER
Original Assignee
Magna Pt B.V. & Co. Kg
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    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid transmission for a drive train of a motor vehicle.
  • the function of a gearbox in a drive train of a motor vehicle is to transmit the torque according to the given requirements.
  • the transmission has mechanical components such as shafts and gears.
  • the mechanical components can form switchable gear pairs, clutches and / or a differential of the transmission.
  • gearbox is a well-known dual clutch gearbox.
  • uninterrupted gear changes can be carried out by preselecting a gear stage from a ferry operation over one of the power transmission branches in the sub-transmission of the other power transmission branch and then actuating the two friction clutches over cutting so that the power flow then takes place via the other power transmission branch.
  • An extension of the drive train to include an electric machine enables hybrid operation of the electric motor and internal combustion engine and contributes to an increase in overall efficiency through different operating modes such as recuperation, boosting, electric driving, and automatic start / stop.
  • hybrid transmissions These different operating modes of such hybrid vehicles have an influence on the design of the transmission.
  • the electric motors integrated in the hybridized drive train can for this purpose, for example, be installed close to mechanical components of the transmission, in particular in a common transmission housing.
  • Such transmissions, which contain further units as well as the electric motor in the transmission housing, are referred to as so-called “hybrid transmissions”.
  • the electric machine within the hybrid transmission can also only be cooled with oil. This is due to the strict package as well as the fact that no cooling water should be led into the interior of the gearbox housing (leaks, oil degradation, clutch damage).
  • the oil sump is thermally coupled to the gearbox housing by convection, i.e. heat is given off to the gearbox housing through the flow of oil and the splashing / wetting of surfaces that occur during operation due to rotating components.
  • This consists e.g. of a cast aluminum material and is a relatively good conductor of heat.
  • the heat from the gear unit is passed on to the environment and to cooling water through free / forced convection. This includes the ambient air from the airstream or fan as well as the pump-driven cooling water from the vehicle circuit.
  • cooling systems for hybrid double clutch transmissions with a ring cooler are known.
  • the water ring cooler is located all around the clutch housing, encloses the two clutches of the double clutch and has cooling water flowing through it.
  • the heat is transferred from the oil into the cooling water through various paths.
  • the inner walls of the transmission housing which has good thermal conductivity properties, are always wetted with spray oil.
  • the oil sump is locally cooled by heat transfer to the cooling water. Additionally will a heat dissipation achieved through the ring cooler inner wall.
  • the rotating coupling components (which are supplied with oil via the oil pump) are sprayed with oil, which increases the cooling effect of the gear unit heat exchanger.
  • the cooling water for the ring cooler is provided by a high-temperature circuit or a low-temperature circuit, the inverter attached to the external gear housing is fed either by the same circuit or by a separate high-temperature or low-temperature circuit.
  • the power electronics and the transmission cooler in a low-temperature circuit. This usually happens together with the electric water pump, the expansion tank, the exhaust gas turbocharger and the air-water cooler. Depending on the version, the cooling water volume flow is divided upstream of the water pump or in the inverter (bypass) and then fed to the transmission cooler and / or charge air cooler (control by valves).
  • the high-voltage battery has its own low-temperature circuit, which also includes cooling systems, etc. for indoor air conditioning.
  • an electrical machine operated with high voltage introduces significantly higher losses into the oil (due to the high power of the EM) and this happens much more frequently over time (e.g. permanently due to the operating mode "pure electric driving" up to a certain vehicle speed).
  • the currently existing ring cooler loses its effectiveness, since, for example, in the operating mode of electric driving, the clutches are open and the input clutch side does not rotate and thus less oil is sprayed onto the ring cooler wall. This is further intensified by the fact that in the operating mode of electric starting / driving there is no (little) clutch friction power and therefore only very little oil is sent to the clutch (this oil is required by the EM). Due to the reduced clutch friction, the heats up through the clutch and then to the ring Only a small amount of oil passed through the cooler wall, which results in reduced cooling performance due to the lower temperature difference between the oil and the cooling water.
  • the object of the present invention is therefore to develop a hybrid transmission with a cooling system for a vehicle in such a way that the hybrid transmission has a high degree of efficiency and the cooling system is simple in design and can be operated safely with little effort.
  • the present invention solves this problem by means of a hybrid transmission with the features specified in Pa tentanshaft 1.
  • the embodiment according to the invention enables improved cooling for the oil supply of the hybrid transmission, with a high cooling capacity being achieved in all operating modes of the hybridized vehicle.
  • the oil channel which represents the oil supply and thus lubrication and cooling to the electric motor, is at least partially in contact with the ring cooler or an outer section of the ring cooler.
  • a maximum cooling of the oil to be supplied to the electric motor can thus be achieved.
  • the oil in the oil channel can be guided either in the direct current principle or in the counter current principle in relation to the direction of flow of the coolant in the ring cooler.
  • the transmission is advantageously designed as a double clutch transmission and the clutch is a double clutch.
  • the electric motor is preferably designed as an electric machine based on 60 volt low-voltage technology.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the ring cooler and the channel for supplying the transmission oil to the electric motor
  • Fig. 3 is a representation of the hybrid transmission from the side with the drawn circuit of the cooling water, oil sump, spray oil and oil channel.
  • a drive train 10 of a vehicle with a hybrid transmission 1 is shown in a schematic representation.
  • the drive train 10 according to FIG. 1 includes a drive motor VM, for example in the form of an internal combustion engine, which is supplied from an energy store such as a fuel tank 13.
  • the drive train 10 also contains a dual clutch transmission 14, the output side of which is connected to a differential 16.
  • the differential 16 distributes drive power to left and right driven wheels 18L, 18R.
  • the dual clutch transmission 14 contains a second friction clutch 20 and a second sub-transmission TG2.
  • the second sub-transmission TG2 includes, for example, gear steps N, 2, 4, 6, R, which can be Automatically indicated clutches 24 are inserted and disengaged.
  • the second friction clutch 20 and the second sub-transmission TG2 form a second power transmission path 26 for transmitting power from the drive motor VM to the differential 16.
  • the dual-clutch transmission 14 also includes a first friction clutch 30 and a first sub-transmission TG1.
  • the first sub-transmission TG1 includes, for example, the odd gear steps N, 1, 3, 5, 7, etc., which can be engaged and disengaged by means of assigned clutches 31.
  • the first friction clutch 30 and the first part transmission TG1 form a first power transmission path 36 for transmitting drive power from the drive motor VM to the differential 16.
  • First and second friction clutches 30, 20 are arranged concentrically with one another.
  • the drive train 10 also contains an electrical machine 41 which is connected to an arrangement 42 for control and energy supply.
  • the arrangement 42 can, for example, contain power electronics with a converter and a battery.
  • the transmission control may also be integrated.
  • the battery is a high-voltage battery and can be charged via an external power source.
  • the electrical machine EM 41 is firmly connected to the second gearbox TG2, for example by means of a spur gear set or the like.
  • the transmission and the electric machine 41 are controlled in the transmission control.
  • the arrangement shown is only one possible exemplary embodiment.
  • the hybrid transmission 1 for a motor vehicle is shown from the side.
  • the hybrid transmission 1 comprises a transmission housing 2, the differential 16 with a ring gear arranged in the transmission housing 2, the Doppelkupplungsge transmission 14 with first and second friction clutches 20, 30 - hereinafter referred to as the double clutch - and the electric motor 41 arranged in the transmission housing 2.
  • the electric motor 41, the Double clutches 20, 30 and the ring gear have mutually parallel axes.
  • the double clutch 20, 30 is accommodated in a clutch housing 17.
  • the dual clutch transmission 14 is designed with a ring cooler 50.
  • This ring cooler 50 is located circumferentially in the hitch housing 17, with an annular space 18 being formed radially between the clutches 20, 30 and the clutch housing 17, which surrounds the two clutches 20, 30 of the double clutch and is traversed by cooling water.
  • the ring- For this purpose, cooler 50 has an inflow 51 and an outflow 52.
  • the cooling water flowing through the ring cooler 50 is indicated by arrows 53.
  • oil is collected in an oil sump 60 in the installation position below and from there to the mechanical components, for example to the clutches installed in the transmission, conducted or pumped.
  • the oil sump 60 is shown schematically in Figure 3 by the dashed line.
  • the cooling system of the hybrid transmission 1 includes an oil cooling system for the electric motor 41.
  • the oil is conveyed or pumped to the electric motor 41 via an oil duct 61.
  • the oil channel 61 has an inlet opening 62 in the area of the pump sump 60 and an outlet opening 63 in the area of the electric motor 41.
  • the oil channel 61 is tubular and radially at least partially around the ring cooler 50 angeord. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the oil channel 61 is routed around half of the ring cooler 50.
  • the mutually facing surfaces of the ring cooler 50 or of the oil channel 61 rest against one another for the purpose of heat dissipation.
  • the oil channel 61 can be designed to increase the surface and thus to increase the heat meübergangs with ribs or the like.
  • the electric motor 41 preferably comprises a hollow shaft rotor 44 and is designed and arranged in the transmission housing 2 in such a way that the oil is guided through the oil duct 61 or the outlet opening 63 to the hollow shaft rotor 44 of the electric motor 41.
  • the electric motor rotor can be fed with oil through the hollow shaft rotor 44.
  • the oil flowing through the oil channel 61 is indicated by arrows 64. It can be seen from FIGS. 2 and 3 that the direction of flow of the cooling water in the ring cooler 50 and the direction of flow of the oil in the oil channel 61 are opposite. This is known as the countercurrent principle. However, the directions of flow can also be the same, which is referred to as the direct current principle.
  • the heat is also transferred from the oil to the cooling water through other paths.
  • the inner walls of the transmission housing 2 which has good thermal conductivity properties, are always wetted with spray oil.
  • the oil sump is cooled locally by conduction to the cooling water.
  • heat is dissipated through the ring cooler inner wall 50a.
  • the rotating clutch components (which are supplied with oil by the oil pump) are sprayed with oil, which increases the cooling effect of the gear unit heat exchanger.
  • the heat dissipation through the ring cooler inner wall is shown schematically in FIGS. 2 and 3 by the arrows 65.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse (2), ein im Getriebegehäuse (2) angeordnete Kupplung (20, 30) und einen im Getriebegehäuse (2) angeordneten Elektromotor (41), wobei weiterhin ein Kühlsystem mit einem Ringkühler (50) zum Kühlen der Kupplung (20, 30) ausgebildet ist, wobei der Ringkühler (50) durch das Kühlsystem mit einem Fluid, vorzugsweise Kühlwasser, gespeist wird, und wobei im Getriebegehäuse (2) Öl zur Schmierung und/oder zur Kühlung von Getriebekomponenten zirkuliert, wobei das Öl in einem Ölsumpf (60) gesammelt wird. Zwecks Verbesserung des Wirkungsgrads des Hybridgetriebes wird das Öl durch einen Ölkanal (61) zum Elektromotor (41) geleitet bzw. gepumpt, so dass der Elektromotor (41) gekühlt wird, wobei der Ölkanal (61) zumindest an einem äußeren Teilabschnitt des Ringkühlers (50) derart angeordnet ist, dass ein Wärmeaustausch zwischen Ölkanal (61) und Ringkühler (50) erfolgt und dass die Strömungsrichtung des Kühlmittels im Ringkühler (50) und die Strömungsrichtung des Öls im Ölkanal (61) gleichsinnig oder gegensinning ist.

Description

Hvbridqetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Die Funktion eines Schaltgetriebes in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist die Übertragung des Drehmomentes entsprechend der gegebenen Anforderungen. Hierfür weist das Getriebe mechanische Komponenten wie Wellen und Zahnräder auf. Die mecha nischen Komponenten können dazu zum Beispiel schaltbare Zahnradpaare, Kupplungen und/oder ein Differential des Getriebes bilden.
Eine Bauform eines Schaltgetriebes stellt dabei ein bekanntes Doppelkupplungsgetriebe dar. In solchen Doppelkupplungsgetrieben können zugkraftunterbrechungsfreie Gang wechsel durchgeführt werden, indem ausgehend von einem Fährbetrieb über einen der Leistungsübertragungszweige in dem Teilgetriebe des anderen Leistungsübertragungs zweiges eine Gangstufe vorgewählt wird und die zwei Reibkupplungen anschließend über schneidend betätigt werden, so dass der Leistungsfluss anschließend über den anderen Leistungsübertragungszweig erfolgt.
Ein Großteil des Energiebedarfs eines Kraftfahrzeugs mit konventionellem Antrieb, d.h. mit einer Verbrennungskraftmaschine, geht auf die Verluste im Antriebsstrang zurück. Eine Erweiterung des Antriebsstrangs um eine elektrische Maschine ermöglicht einen hybriden Betrieb von Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine und trägt durch unterschiedliche Betriebsmodi wie Rekuperation, Boosten, elektrisches Fahren, Start/Stopp Automatik zu einer Erhöhung der Gesamteffizienz bei.
Diese unterschiedlichen Betriebsmodi von derartigen Hybridfahrzeugen haben einen Einfluss auf die Gestaltung des Getriebes. Die im hybridisierten Antriebsstrang inte grierten Elektromotoren können dazu beispielsweise örtlich nahe an mechanischen Kom ponenten des Getriebes verbaut sein, insbesondere in einem gemeinsamen Getriebege häuse. Derartige Getriebe, die weitere Aggregate wie auch den Elektromotor im Getrie begehäuse enthalten werden als sogenannte „Hybridgetriebe“ bezeichnet.
Zur Schmierung und Kühlung der mechanischen Komponenten eines Getriebes, beispiels weise eines Doppelkupplungsgetriebes ist es bekannt, im Inneren des Getriebegehäuses einen Ölkreislauf auszubilden. Hierbei wird das Öl in einem üblicherweise in Einbaulage unten im Getriebegehäuse angeordneten Ölsumpf gesammelt und von dort zu den mecha nischen Komponenten, beispielsweise zu verbauten Kupplungen des Getriebes, geleitet.
Aufgrund eines hoch-integrierten Ansatzes kann die elektrische Maschine innerhalb des Hybridgetriebes ebenfalls lediglich mit Öl gekühlt werden. Dies ist dem strengen Package geschuldet, als auch der Tatsache, dass kein Kühlwasser in das Innere des Getriebegehäuses geführt werden sollte (Leckagen, Öldegradierung, Kupplungsschä den).
Aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums kann zur Kühlung kein Plattenwärmetauscher extern an dem Getriebegehäuse angebracht werden, um das Öl herunterzukühlen.
Wärmeeinträge in das Getriebe, und somit das Getriebeöl, erfolgen aufgrund von me chanischen Verlusten (Zahnflanken, Dichtungen usw.), Reibverlusten von u.a. Kupp lungen und - bei Hybridgetrieben - auch durch die rein ölgekühlte elektrische Maschi ne.
Dies bedeutet, alle Verluste müssen direkt oder indirekt in den Getriebeölsumpf einge leitet werden. Der Ölsumpf ist thermisch mit dem Getriebegehäuse durch Konvektion gekoppelt, d.h. durch das Fließen des Öls wie auch durch das im Betrieb aufgrund drehender Bauteile auftretende Bespritzen/Benetzen von Oberflächen wird Wärme an das Getriebegehäuse abgegeben. Dieses besteht z.B. aus einem Alugussmaterial und ist ein relativ guter Wärmeleiter. Die Getriebewärme wiederum wird durch freie/erzwungene Konvektion an die Umgebung und an Kühlwasser weitergegeben. Hierzu zählt die Umgebungsluft durch Fahrtwind oder Lüfter sowie das pumpengetrie bene Kühlwasser aus dem Fahrzeugkreislauf.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2017 122 367 A1, sind Kühlsysteme für Hybrid- Doppelkupplungsgetriebe mit einem Ringkühler bekannt. Die ser Ringkühler befindet sich umlaufend im Kupplungsgehäuse, umschließt die beiden Kupplungen der Doppelkupplung und wird mit Kühlwasser durchflossen. Bei dieser bekannten Ausführung wird die Wärme durch verschiedene Pfade aus dem Öl in das Kühlwasser übergeben. Erstens sind die Innenwandungen des gute Wärmeleiteigen schaften aufweisenden Getriebegehäuses immer mit Spritzöl benetzt. Weiterhin wird der Ölsumpf lokal durch Wärmedurchgang zum Kühlwasser gekühlt. Zusätzlich wird eine Wärmeableitung durch die Ringkühlerinnenwand erreicht. Die drehenden Kupp lungsbauteile (welche über die Ölpumpe mit Öl versorgt werden) werden mit Öl be spritzt, was den Kühleffekt des Getriebewärmetauschers anhebt.
Das Kühlwasser für den Ringkühler wird durch einen Hochtemperatur-Kreislauf oder Niedertemperatur-Kreislauf zur Verfügung gestellt, der am Außengetriebegehäuse an gebrachte Inverter wird entweder durch denselben Kreislauf oder durch einen separa ten Hochtemperatur - oder Niedertemperatur-Kreislauf gespeist.
Für Hochvolt-Anwendungen ist es sinnvoll die Leistungselektronik und den Getriebe kühler in einen Niedertemperatur- Kreislauf zu integrieren. Das geschieht normaler weise zusammen mit der elektrischen Wasserpumpe, dem Ausgleichsbehälter, dem Abgasturbolader und dem Luft-Wasser-Kühler. Je nach Ausführung wird der Kühlwas servolumenstrom hierbei nach der Wasserpumpe vor oder im Inverter geteilt (Bypass) und dann dem Getriebekühler und/oder Ladeluftkühler zugeführt (Steuerung durch Ventile). Die H och volt- Batterie hat einen eigenen Niedertemperatur-Kreislauf, in den auch Kühlsysteme etc. für Innenraumklimatisierung eingebunden sind.
Dieses Prinzip funktioniert gut bei konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und einem Schaltgetriebe welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist oder bei Mild-Hybrid-Doppelkupplungsgetrieben (48V HDT). Die Funktionsweise von Plug-In- Hybriden (HV HDT), die weitere Betriebsmodi zur Verfügung stellt, birgt allerdings auf verschiedene Arten zusätzliche Herausforderungen.
Zum einen trägt eine mit Hochvolt betriebene elektrische Maschine wesentlich höhere Verluste in das Öl ein (durch eine hohe Leistung der EM) und zeitlich geschieht dies wesentlich häufiger (z.B. permanent durch den Betriebsmodus „reines elektrisches Fahren“ bis zu einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit). Zum anderen verliert der aktuell bestehende Ringkühler an Effektivität, da z.B. bei dem Betriebsmodus des elektrischen Fahrens, die Kupplungen geöffnet sind und die Eingangskupplungsseite nicht dreht und somit weniger Öl an die Ringkühlerwand gespritzt wird. Dies wird noch dadurch verstärkt, dass in dem Betriebsmodus des elektrischen Anfahrens/Fahrens keine (wenig) Kupplungsreibleistung anfällt und somit nur sehr wenig Öl an die Kupp lung gesendet wird (dieses Öl wird an der EM benötigt). Durch die reduzierte Kupp lungsreibleistung wärmt sich das durch die Kupplung und anschließend an die Ring- kühlerwand geleitete Öl nur gering auf, was eine verminderte Kühlleistung aufgrund von geringerer Temperaturdifferenz zwischen Öl und Kühlwasser zur Folge hat.
Des Weiteren kommt es beim Betriebsmodus des „Standladens“ zwar zum Rotieren der teils geschlossenen Kupplungen, aber da der Abtrieb nicht dreht, wird weniger Öl im Getriebe verspritzt. Dieser Nachteil wird noch dadurch verstärkt, dass bei stehen dem Fahrzeug lediglich durch den Lüfter die Kühlluft zur Kühlung beitragen kann und beim Betriebsmodus „Standladen“ hohe Verluste aus der elektrischen Maschine ge kühltwerden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Hybridgetriebe mit einem Kühlsys tem für ein Fahrzeug derart weiterzubilden, dass das Hybridgetriebe einen hohen Wir kungsgrad hat, und wobei das Kühlsystem einfach aufgebaut ist und mit einem gerin gen Aufwand sicher zu betreiben ist.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch ein Hybridgetriebe mit den in Pa tentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung ist eine verbesserte Kühlung für den Ölhaus halt des Hybridgetriebes möglich, wobei eine hohe Kühlleistung in allen Betriebsmodi des hybridisierten Fahrzeugs erzielt wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Ölkanal, der die Ölzuführung und somit Schmie rung und Kühlung zu dem Elektromotor darstellt, zumindest abschnittsweise in Kontakt mit dem Ringkühler bzw. einem äußeren Teilabschnitt des Ringkühlers ist.
Hierdurch wird zusätzlich ein Wärmeaustausch des über den Ölkanal zu dem Elektro motor geführten Öls erreicht. Dieser Wärmeaustausch erfolgt unabhängig von einem Betriebsmodus des Fahrzeugs.
Eine maximale Abkühlung des dem Elektromotor zuzuführenden Öls kann somit er reicht werden.
Das Öl in dem Ölkanal kann dabei sowohl im Gleichstromprinzip oder auch im Gegens tromprinzip in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels im Ringkühler geführt werden. Vorteilhafterweise ist das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt und die Kupplung eine Doppelkupplung.
Vorzugsweise ist der Elektromotor als eine auf der 60 Volt Niederspannungs technologie basierende elektrische Maschine ausgeführt.
Insbesondere lässt sich durch den Einsatz einer leistungsstarken elektrischen Maschine, welche auf der Niederspannungstechnologie basiert, ein in der Her stellung kostengünstigerer Antriebsstrang realisieren, da sicherheitsrelevante Maßnahmen entfallen können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Hybridgetriebe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ringkühlers und des Kanals zur Zuführung des Getriebeöls zum Elektromotor; und
Fig. 3 eine Darstellung des Hybridgetriebes von der Seite mit eingezeichnetem Kreis lauf des Kühlwassers, Ölsumpf, Spritzöl und Ölkanal.
In Figur 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Antriebsstrang 10 eines Fahr zeugs mit einem Hybridgetriebe 1 dargestellt. Der Antriebsstrang 10 nach Figur 1 bein haltet einen Antriebsmotor VM, beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors, der aus einem Energiespeicher wie einem Kraftstofftank 13 versorgt wird. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 ein Doppelkupplungsgetriebe 14, dessen Abtriebsseite mit einem Differential 16 verbunden ist. Das Differential 16 verteilt Antriebsleistung auf ein linkes und ein rechtes angetriebenes Rad 18L, 18R. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 bein haltet eine zweite Reibkupplung 20 sowie ein zweites Teilgetriebe TG2. Das zweite Teilgetriebe TG2 beinhaltet beispielsweise Gangstufen N, 2, 4, 6, R, die mittels sehe- matisch angedeuteter Schaltkupplungen 24 ein- und auslegbar sind. Die zweite Reib kupplung 20 und das zweite Teilgetriebe TG2 bilden einen zweiten Leistungsübertra gungspfad 26 zur Übertragung von Leistung von dem Antriebsmotor VM zu dem Diffe rential 16. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet ferner eine erste Reibkupplung 30 sowie ein erstes Teilgetriebe TG1. Das erste Teilgetriebe TG1 beinhaltet beispiels weise die ungeraden Gangstufen N, 1, 3, 5, 7 etc., die mittels zugeordneter Schalt kupplungen 31 ein- und auslegbar sind. Die erste Reibkupplung 30 und das erste Teil getriebe TG1 bilden einen ersten Leistungsübertragungspfad 36 zur Übertragung von Antriebsleistung von dem Antriebsmotor VM zu dem Differential 16. Erste und zweite Reibkupplung 30, 20 sind konzentrisch zueinander angeordnet.
Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 eine elektrische Maschine 41, die mit einer Anordnung 42 zur Ansteuerung und Energieversorgung verbunden ist. Die Anordnung 42 kann beispielsweise eine Leistungselektronik mit einem Umrichter sowie eine Batte rie beinhalten. Eventuell ist auch die Getriebesteuerung integriert. Bei einer Ausführung als Plug-In Hybrid ist die Batterie als Hochvolt Batterie ausgeführt und über eine exter ne Stromquelle aufladbar. Die elektrische Maschine EM 41 ist an das zweite Teilgetrie be TG2 fest angebunden, beispielsweise mittels eines Stirnradsatzes oder dergleichen.
Die Steuerung des Getriebes und der elektrischen Maschine 41 (Elektromotor) erfolgt in der Getriebesteuerung. Die dargestellte Anordnung ist nur ein mögliches Ausfüh rungsbeispiel.
In der Figure 3 ist das erfindungsgemäße Hybridgetriebe 1 für ein Kraftfahrzeug von der Seite dargestellt. Das Hybridgetriebe 1 umfasst ein Getriebegehäuse 2, das im Getriebegehäuse 2 angeordnete Differential 16 mit Tellerrad, das Doppelkupplungsge triebe 14 mit erster und zweiter Reibkupplung 20, 30 -nachfolgend Doppelkupplung genannt- und den im Getriebegehäuse 2 angeordneten Elektromotor 41. Der Elektro motor 41, die Doppelkupplung 20, 30 und das Tellerrad haben zueinander parallele Achsen. Die Doppelkupplung 20, 30 ist in einem Kupplungsgehäuse 17 aufgenommen.
Wie es aus der Figur 3 ersichtlich ist, ist das Doppelkupplungsgetriebe 14 mit einem Ringkühler 50 ausgeführt. Dieser Ringkühler 50 befindet sich umlaufend im Kupp lungsgehäuse 17, wobei radial zwischen den Kupplungen 20, 30 und dem Kupplungs gehäuse 17 ein Ringraum 18 gebildet wird, der die beiden Kupplungen 20, 30 der Doppelkupplung umschließt und mit einem Kühlwasser durchflossen wird. Der Ring- kühler 50 weist hierfür einen Zufluss 51 und einen Abfluss 52 auf. Durch Pfeile 53 ist das durch den Ringkühler 50 strömende Kühlwasser angedeutet. Durch diese Anord nung trifft das die Kupplung in einem radial äußeren Bereich verlassende Kühlöl direkt auf die Oberfläche einer Kühlerwandung auf.
Im Getriebegehäuse 1 wird Öl wie es üblicherweise bekannt ist, in einem Ölsumpf 60 in Einbaulage unten gesammelt und von dort zu den mechanischen Komponenten, bei spielsweise zu verbauten Kupplungen des Getriebes, geleitet bzw. gepumpt. Der Öl sumpf 60 ist in der Figur 3 schematisch durch die gestrichelte Linie eingezeichnet.
Das Kühlsystem des Hybridgetriebes 1 umfasst eine Ölkühlung des Elektromotors 41. Hierfür wird das Öl über einen Ölkanal 61 zu dem Elektromotor 41 geleitet bzw. ge pumpt. Der Ölkanal 61 weist eine Einlassöffnung 62 im Bereich des Pumpensumpfes 60 und eine Auslassöffnung 63 im Bereich des Elektromotors 41 auf. Der Ölkanal 61 ist rohrförmig ausgeführt und radial zumindest teilweise um den Ringkühler 50 angeord net. Wie es aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, ist der Ölkanal 61 in etwa um die Hälfte des Ringkühlers 50 geführt. Hierbei liegen die einander zugewandten Flächen des Ringkühlers 50 bzw. des Ölkanals 61 zwecks Wärmeableitung aneinander an. Der Ölkanal 61 kann zur Vergrößerung der Oberfläche und somit zur Erhöhung des Wär meübergangs mit Rippen oder dergleichen ausgeführt sein.
Vorzugsweise umfasst der Elektromotor 41 einen Hohlwellenrotor 44 und ist so ausge bildet und im Getriebegehäuse 2 angeordnet, dass das Öl durch den Ölkanal 61 bzw. die Auslassöffnung 63 zu dem Hohlwellenrotor 44 des Elektromotors 41 geleitet wird. Durch den Hohlwellenrotor 44 kann der Elektromotorläufer mit Öl gespeist werden.
Durch Pfeile 64 ist das durch den Ölkanal 61 strömende Öl angedeutet. Aus den Figu ren 2 und 3 ist zu erkennen, dass die Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem Ringkühler 50 und die Strömungsrichtung des Öls in dem Ölkanal 61 entgegengesetzt sind. Dies wird als Gegenstromprinzip bezeichnet. Die Strömungsrichtungen können allerdings auch gleich sein, was als Gleichstromprinzip bezeichnet wird.
Zusätzlich zu der Wärmeableitung durch die äußere Ringkühlerwand wird die Wärme auch noch durch andere Pfade aus dem Öl in das Kühlwasser übergeben. Zum einen sind die Innenwandungen des gute Wärmeleiteigenschaften aufweisenden Getriebegehäuses 2 immer mit Spritzöl benetzt. Weiterhin wird der Ölsumpf lokal durch Wärmeleitung zum Kühlwasser gekühlt. Zusätzlich wird eine Wärmeabfuhr durch die Ringkühlerinnenwand 50a erreicht. Die drehenden Kupplungsbauteile (welche über die Ölpumpe mit Öl versorgt werden) werden mit Öl bespritzt, was den Kühleffekt des Ge triebewärmetauschers anhebt. Die Wärmeabfuhr durch die Ringkühlerinnenwand ist schematisch in den Figuren 2 und 3 durch die Pfeile 65 dargestellt.

Claims

Ansprüche
1. Hybridgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse (2), eine im Getriebegehäuse (2) angeordnete Kupplung (20, 30) und einen im Getriebege häuse (2) angeordneten Elektromotor (41), wobei weiterhin ein Kühlsystem mit einem Ringkühler (50) zum Kühlen der Kupplung (20, 30) ausgebildet ist, wobei der Ringküh ler (50) durch das Kühlsystem mit einem Fluid, vorzugsweise Kühlwasser, gespeist wird, und wobei im Getriebegehäuse (2) Öl zur Schmierung und/oder zur Kühlung von Getriebekomponenten zirkuliert, wobei das Öl in einem Ölsumpf (60) gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl durch einen Ölkanal (61) zum Elektromotor (41) geleitet bzw. gepumpt wird, so dass der Elektromotor (41) gekühlt wird, wobei der Öl kanal (61) zumindest an einem äußeren Teilabschnitt des Ringkühlers (50) derart an geordnet ist, dass ein Wärmeaustausch zwischen Ölkanal (61) und Ringkühler (50) erfolgt, und dass die Strömungsrichtung des Kühlmittels im Ringkühler (50) und die Strömungsrichtung des Öls im Ölkanal (61) gleichsinnig oder gegensinning ist.
2. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupp lung (20, 30) eine Doppelkupplung ist
3. Hybridgetriebe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Ring kühler (50) radial umlaufend in einem Kupplungsgehäuse 17 der Kupplung (20, 30) angeordnet ist.
4. Hybridgetriebe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Elekt romotor (41) einen Hohlwellenrotor (44) umfasst und so ausgebildet und im Getrie begehäuse (2) angeordnet ist, dass das Öl durch den Ölkanal (61) zu dem Hohlwellen rotor (44) des Elektromotors (41) geleitet wird.
5. Hybridgetriebe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Elekt romotor (41) von einer Hochvolt Batterie gespeist wird, und wobei die Batterie über eine externe Stromquelle aufladbar ist.
6. Hybridgetriebe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (41 ) eine auf der 60 Volt Niederspan- nungstechnologie basierende elektrische Maschine, vorzugsweise eine elektri sche Maschine mit 48 Volt, ist.
7. Antriebsstrang eines Plug-In Hybrid Fahrzeugs mit einem Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1-6.
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