WO2021089084A1 - Hybrid transmission and hybrid drive arrangement - Google Patents

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WO2021089084A1
WO2021089084A1 PCT/DE2020/100894 DE2020100894W WO2021089084A1 WO 2021089084 A1 WO2021089084 A1 WO 2021089084A1 DE 2020100894 W DE2020100894 W DE 2020100894W WO 2021089084 A1 WO2021089084 A1 WO 2021089084A1
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hybrid
hybrid transmission
gear
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PCT/DE2020/100894
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Reiner Neukum
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement.
  • Hybrid drive arrangements generally include an internal combustion engine and a hybrid transmission with a clutch device and at least one electric rotary machine.
  • Hybrid drive arrangements are known from the prior art, which have a wide variety of hybrid transmissions.
  • Figures 1 and 2 each show an embodiment of a hybrid drive arrangement according to the prior art in a schematic representation.
  • the hybrid drive arrangement 4 comprises an internal combustion engine 90, a hybrid transmission 1 and a differential transmission 93, the hybrid transmission 1 having a separating clutch 92, a first electric rotary machine 30, a double clutch device 10 and a second electric rotary machine 31.
  • the internal combustion engine 90 is coupled to a connection device 91, which represents an input 2 of the hybrid transmission 1.
  • the connection device 91 corresponds to an input side of the separating clutch 92, the output side of which is connected non-rotatably to a rotor of the second electrical rotating machine 31.
  • the internal combustion engine 90 can be coupled and uncoupled from the hybrid transmission 1 by means of the separating clutch 92.
  • the separating clutch 92 or its disks are arranged radially within a space radially delimited by the rotor of the second electric rotary machine 31.
  • the output side of the separating clutch 92 and the rotor of the second electric rotating machine 31 are connected to an input element 13 of the double clutch device 10.
  • the double clutch device 10 comprises a first partial clutch 11 and a second partial clutch 12.
  • the two Part-couplings 11, 12 are arranged axially next to one another and have a common axis of rotation 16, to which the rotor of the first electric rotary machine 30 is arranged coaxially.
  • An output 14 of the first partial clutch 11 is connected to a first shaft 20 of the hybrid transmission 1 and an output 15 of the second partial clutch 12 is connected to a second shaft 21 of the hybrid transmission 1.
  • Internal combustion engine 90 and the second electric rotary machine 31 or only the second electric rotary machine 31 can thus be coupled to the first or second shaft 20, 21 depending on whether one of the two partial clutches 11, 12 is closed.
  • the first shaft 20 is arranged coaxially to the second shaft 21, the second shaft 21 being designed as a hollow shaft for this purpose and the first shaft 20 running in sections within the second shaft 21.
  • the hybrid transmission 1 also comprises a third shaft 22.
  • the first shaft 20 and the third shaft 22 can be coupled to one another via a first transmission stage 40 or a third transmission stage 60, the second shaft 21 and the third Shaft 22 are coupled via a second transmission stage 50.
  • a first gear 41 of the first gear stage 40 and a first gear 61 of the third gear stage 60 are arranged on the first shaft 20 and a second gear 42 of the first gear stage 40 is arranged on the third shaft 22, which is in engagement with the first gear 41 of the first gear stage 40, and a second gear 62 of the third gear stage 60, which engages with the first gear 61 of the third gear stage 60, is arranged.
  • the gears 41, 61 on the first shaft 20 are connected to it in a rotationally fixed manner, whereas the gears 42, 62 are rotatably mounted on the third shaft 22.
  • a non-rotatable connection between the second gear 42 of the first transmission stage 40 and the third shaft 22 or a non-rotatable connection between the second gear 62 of the third transmission stage 60 and the third shaft 22 can be produced by a switching element 96.
  • the switching element 96 is designed as a ring-shaped element with a toothing, is non-rotatably connected to the third shaft 22 and can pass through Axial displacement on the third shaft 22 can be brought into engagement either with the second gear 42 of the first transmission stage 40 or the second gear 62 of the third transmission stage 60.
  • a first gear 51 of the second transmission stage 50 is non-rotatably arranged on the second shaft 21 and meshes with a second gear 52 of the second transmission stage 50 which is arranged non-rotatably on the third shaft 22.
  • a rotor of the first electric rotary machine 30 is coupled to the first shaft 20 via two further transmission stages 70.
  • the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to a first gear 71 of the further gear stages 70, this first gear 71 meshing with a second gear 72 of the further gear stages 70, which in turn meshes with the first gear 61 of the third gear stage 60 in Engagement is.
  • the rotor of the first electric rotary machine 30 is thus arranged axially parallel to the first shaft 21 and axially parallel to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10.
  • the first electric rotary machine 30 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 as a function of a position of the switching element 96.
  • a first gear 81 of an output transmission 80 is also fixedly arranged on the third shaft 22 and meshes with a second gear 82 of the output transmission 80, the second gear 82 of the output transmission 80 functioning as an input element of the differential gear 93.
  • the first gear 81 of the output transmission 80 is thus the output 3 of the hybrid transmission 1.
  • the differential gear 93 is connected to an axle 94 on which two wheels 95 are arranged, which form an output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
  • a torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the separating clutch 92 and the first partial clutch 11 are closed.
  • the torque provided by the internal combustion engine 90 is then transferred from the first shaft 20 to the third shaft 22 and via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 It is passed via the output transmission 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
  • the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 and from there via the second transmission stage 50 to the third shaft 22.
  • a torque provided by the second electric rotary machine 31 can thus be transmitted equivalent to a torque of the internal combustion engine 90 via one of the transmission stages first transmission stage 40, second transmission stage 50 or third transmission stage 60.
  • a torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the first shaft 20 via the further transmission stages 70. From the first shaft 20, the torque is passed either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 to the third shaft 22. On the third shaft 22, the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80.
  • the second embodiment of a known hybrid drive arrangement 4 according to FIG. 2 differs from the first embodiment in that the hybrid transmission 1 of the hybrid drive arrangement 4 in FIG. 2 does not include a separating clutch or a second electrical rotary machine.
  • the connection device 91 of the hybrid transmission 1 for connection to the internal combustion engine 90 is formed here by the input element 13 of the double clutch device 10.
  • the two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10 are also not arranged axially adjacent to one another, but radially nested, the The disks of the second partial clutch 12 are arranged radially further inward than the disks of the first partial clutch 11.
  • the first electric rotary machine 30 is not coupled to the first shaft 20, but rather to the second shaft 21, via the further transmission stages 70.
  • the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to the first gear 71 of the further transmission stages 70, which meshes with the second gear 72 of the further transmission stages 70, this second gear 72 engaging with the first gear 51 of the second transmission stage 50 stands.
  • a torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the first partial clutch 11 is closed. From the first shaft 20, the torque provided by the internal combustion engine 90 is then passed via the first gear stage 40 or the third gear stage 60 to the third shaft 22 and via the output gear 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 .
  • the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 and from there via the second transmission stage 50 to the third shaft 22.
  • a torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the second shaft 21 via the further transmission stages 70 and then transmitted to the third shaft 22 via the second transmission stage 50.
  • the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80.
  • the hybrid drive arrangement according to the second embodiment different driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can be realized, however, a connection of the first electric rotating machine to only the second shaft restricts the possible uses of the hybrid drive arrangement according to the second embodiment one, which leads to a lower number of realizable driving modes.
  • the present invention is based on the object of providing a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement equipped with it, which guarantee optimal ferry operation in a cost-effective and space-saving manner.
  • the invention relates to a hybrid transmission with only one double clutch device for opening and closing a torque transmission path between a drive unit that is or can be coupled to the hybrid transmission and an output of the hybrid transmission.
  • the hybrid transmission further comprises two shafts that are coupled to the outputs of partial clutches of the double clutch device, as well as two electric rotary machines, each of the electric rotary machines being coupled to a shaft and each shaft coupled to an electric rotary machine leading to an output of the hybrid transmission.
  • the one double clutch device is arranged as a clutch for opening and closing a torque transmission path between a drive unit that is coupled or can be coupled to the hybrid transmission and the output of the hybrid transmission.
  • a separating clutch between a drive unit, such as an internal combustion engine, and the double clutch device can thus be dispensed with. This leads to a blatant saving in installation space as well as a significant reduction in costs, since there is also no need to provide an actuation system for the separating clutch. In addition, drag torques that usually occur are reduced accordingly.
  • the input element of the double clutch device can be formed by a respective disk carrier of a respective partial clutch or can be connected to this in a rotationally fixed manner.
  • the disks of one partial clutch can be arranged radially further inward than the disks of the other partial clutch.
  • provision can also be made for the disks of the radially inner partial coupling to be arranged axially within a space surrounded by the disks of the radially outer partial coupling, so that a particularly space-saving design is implemented.
  • each shaft coupled to an electric rotating machine leads to at least one transmission stage of the hybrid transmission.
  • the gear ratios thus form the output of the hybrid transmission.
  • the double clutch device comprises two partial clutches which are arranged on a common axis of rotation, a rotor of a first electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation of the two partial clutches and a rotor of a second electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged coaxially to the common axis of rotation the two partial couplings is arranged.
  • the common axis of rotation is an ideal axis here.
  • the rotor of the first electric rotary machine is coupled to a first shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
  • two transmission stages are arranged between the rotor of the first electric rotary machine and the first shaft.
  • the rotor of the second electric rotary machine is connected in a rotationally fixed manner to an output of a second partial coupling.
  • This output of the second partial clutch can, for example, lead to a second transmission stage of the hybrid transmission.
  • the double clutch device comprises two partial clutches which are arranged on a common axis of rotation, with a rotor of a first electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation of the two partial clutches and a rotor of a second electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation two partial couplings is arranged.
  • the rotor of the first electric rotary machine is coupled to a first shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
  • two transmission stages are arranged between the rotor of the first electric rotary machine and the first shaft.
  • the rotor of the second electric rotary machine is coupled to a second shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
  • two transmission stages are arranged between the rotor of the second electric rotary machine and the second shaft.
  • both electric rotary machines are coupled to the output of the transmission via gear ratios. This enables a structurally similar design of the electrical rotary machines and / or their coupling, which enables a reduction in costs.
  • two gears for two gear ratios are arranged on the first shaft, one of which can be brought into engagement with a gear on an axially parallel third shaft of the hybrid transmission to form two gear ratios between the second shaft and the third shaft.
  • a further gear wheel can be arranged on the third shaft in order to form the transmission stage together with a gear wheel on the second shaft.
  • a so-called sliding sleeve can also be configured on the third shaft and serve to close a torque transmission path between the first shaft and the third shaft via one of the two gear ratios, so that depending on the shifting or position of the sliding sleeve one of the two gear ratios is realized between the second wave and the third wave. It can also be provided that the sliding sleeve can be switched or adjusted in such a way that no torque transmission path is implemented between the first shaft and the third shaft.
  • a hybrid drive arrangement which has a hybrid transmission according to the invention and an internal combustion engine, an output of the internal combustion engine being mechanically coupled to a connection device of the hybrid transmission which is connected to the double clutch device in a rotationally fixed manner.
  • this refinement does not exclude the arrangement of a vibration damper between the internal combustion engine and the hybrid transmission.
  • the internal combustion engine is coupled to the first shaft via the first partial coupling of the coupling device, or that the internal combustion engine is coupled to the second shaft via the second partial coupling of the coupling device.
  • the internal combustion engine can thus be connected to a respective gear ratio.
  • a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can thereby implement a wide variety of operating modes.
  • FIG. 3 a hybrid drive arrangement according to the invention in a first embodiment in a schematic illustration
  • FIG. 4 a hybrid drive arrangement according to the invention in a second embodiment in a schematic illustration.
  • a hybrid drive arrangement 4 according to the invention is shown in a first embodiment in a schematic representation.
  • the hybrid drive arrangement 4 comprises an internal combustion engine 90, a hybrid transmission 1 and a differential transmission 93, the hybrid transmission 1 having a double clutch device 10, a first electric rotary machine 30 and a second electric rotary machine 31.
  • the internal combustion engine 90 is coupled to a connection device 91 of the hybrid transmission 1 as input 2 of the hybrid transmission 1, the connection device 91 corresponding to an input element 13 of the double clutch device 10. Correspondingly, the internal combustion engine 90 can be coupled to and uncoupled from the hybrid transmission 1 by means of the double clutch device 10.
  • the double clutch device 10 comprises a first partial clutch 11 and a second partial clutch 12.
  • the input element 13 of the double clutch device 10 is formed by the outer plate carrier of the first partial clutch 11 and the inner plate carrier of the second partial clutch 12.
  • An output 14 of the first partial clutch 11, designed as its inner disk carrier, is connected to a first shaft 20 of the hybrid transmission 1 and an output 15 of the second partial clutch 12, designed as its outer disk carrier, is connected to a rotor of the second electric rotary machine 31 and a second shaft 21 of the hybrid transmission 1 connected.
  • the two partial clutches 11, 12 are arranged radially nested, so that the disks of the first partial clutch 11 are arranged radially further inward than the disks of the second partial clutch 12, with both partial clutches 11, 12 radially within a space surrounded by the rotor of the second electrical rotating machine 31 are arranged.
  • the disks of the two partial clutches 11, 12 are also arranged axially within this space surrounded by the rotor of the second electric rotary machine 31.
  • the two partial couplings 11, 12 have a common axis of rotation 16.
  • This common axis of rotation 16 of the partial clutches 11, 12 also corresponds to the axis of rotation 33 of the second electric rotary machine 31, so that the rotor of the second electric rotary machine 31 of the hybrid transmission 1 is arranged coaxially to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12.
  • the first shaft 20 is arranged coaxially to the second shaft 21, the second shaft 21 being designed as a hollow shaft and the first shaft 20 running in sections within the second shaft 21.
  • the hybrid transmission 1 also comprises a third shaft 22.
  • the first shaft 20 and the third shaft 22 can be coupled to one another via a first transmission stage 40 and a third transmission stage 60, the second shaft 21 and the third shaft 22 are coupled via a second transmission stage 50.
  • a first gear 41 of the first gear stage 40 and a first gear 61 of the third gear stage 60 are arranged on the first shaft 20 and a second gear 42 of the first gear stage 40 is arranged on the third shaft 22 , which is in engagement with the first gear 41 of the first transmission stage 40, and a second gear 62 of the third transmission stage 60, which meshes with the first gear 61 of the third transmission stage 60, is arranged.
  • the gears 41, 61 on the first shaft 20 are connected to it in a rotationally fixed manner, whereas the gears 42, 62 are rotatably arranged on the third shaft 22.
  • a non-rotatable connection between the second gear 42 of the first gear stage 40 and the third shaft 22 or a non-rotatable connection between the second gear 62 of the third gear stage 60 and the third shaft 22 is provided by a switching element 96, for. B. a sliding sleeve can be produced.
  • the switching element 96 is connected to the third shaft 22 in a rotationally fixed manner and can be brought into engagement either with the second gear 42 of the first transmission stage 40 or the second gear 62 of the third transmission stage 60 by axial displacement on the third shaft 22.
  • a first gear 51 of the second transmission stage 50 is non-rotatably arranged on the second shaft 21 and meshes with a second gear 52 of the second transmission stage 50 which is arranged non-rotatably on the third shaft 22.
  • the internal combustion engine 90 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40, the second transmission stage 50 or the third transmission stage 60, depending on whether one of the two partial clutches 11, 12 is closed.
  • a rotor of the first electric rotary machine 30 is coupled to the first shaft 20 via two further transmission stages 70.
  • the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to a first gear 71 of the further gear stages 70, this first gear 71 of the further gear stages 70 meshing with a second gear 72 of the further gear stages 70 and the second gear 72 of the further gear stages 70 is in engagement with the first gear 61 of the third transmission stage 60.
  • the rotor of the first electric rotary machine 30 is thus arranged axially parallel to the first shaft 21 and axially parallel to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10.
  • the first electric rotary machine 30 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 as a function of a position of the switching element 96.
  • a first gear 81 of an output transmission 80 is also fixedly arranged on the third shaft 22 and meshes with a second gear 82 of the output transmission 80, the second gear 82 of the output transmission 80 functioning as an input element of the differential gear 93.
  • the first gear 81 of the output transmission 80 is thus the output 3 of the hybrid transmission 1.
  • the differential gear 93 is connected to an output shaft 94 on which two wheels 95 are arranged, which form an output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
  • a torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the first partial clutch 11 is closed. From the first shaft 20, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed via the first gear stage 40 or the third gear stage 60 to the third shaft 22 and then via the output gear 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 . Alternatively, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 when the second partial clutch 12 is closed. Starting from the second shaft 21, the torque can be transmitted via the second transmission stage 50 to the third shaft 22 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
  • a torque provided by the second electric rotary machine 31 is transmitted from the second shaft 21 via the second transmission stage 50 to the third shaft 22 and from there via the output transmission 80 from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
  • a torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the first shaft 20 via the further transmission stages 70. From the first shaft 20, the torque flows either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 to the third shaft 22 of the third shaft 22, the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80.
  • the hybrid drive arrangement 4 according to the invention according to the first embodiment a wide variety of driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement 4 can be implemented accordingly.
  • FIG. 4 a hybrid drive arrangement 4 according to the invention is shown in a second embodiment in a schematic illustration.
  • the second embodiment of a hybrid drive arrangement 4 according to the invention according to FIG. 4 differs from the first embodiment according to FIG. 3 in that the hybrid transmission 1 of the hybrid drive arrangement 4 in FIG. 4 has a different configuration.
  • the second electric rotary machine 31 is coupled to the first gear 51 of the second transmission stage 50 and thus to the second shaft 21 via further transmission stages 70.
  • This coupling is configured identically to the coupling of the rotor of the first electric rotating machine 30 to the first gear 61 of the third transmission stage 60.
  • the structure of the dual clutch device 10 in Figure 4 differs from that of the dual clutch device 10 in Figure 3.
  • the input element 13 of the dual clutch device 10 is formed by an outer plate carrier of the first partial clutch 11 and an outer plate carrier of the second partial clutch 12.
  • a respective output 14, 15 of one of the two partial clutches 11, 12 is designed accordingly as an inner disk carrier.
  • the disks of the first partial clutch 11 are here arranged radially further inward than the disks of the second partial clutch 12.
  • a torque provided by the second electric rotary machine 31 is transmitted to the second shaft 21 via the further transmission stages 70 and then transmitted to the third shaft 22 via the second transmission stage 50.
  • the torque is about Output transmission 80 is then passed from differential gear 93 to output 5 of hybrid drive arrangement 4.

Abstract

The invention relates to a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement. The hybrid transmission (1) comprises only one dual clutch device (10) for opening and closing a torque transmission path between a drive assembly, which is coupled or couplable to the hybrid transmission (1), and a drive output (3) of the hybrid transmission (1), and furthermore comprises two shafts (20, 21), which are coupled to the outputs (14, 15) of component clutches (11, 12) of the dual clutch device (10), and two electric rotary machines (30, 31), wherein each of the electric rotary machines (30, 31) is coupled to a respective shaft (20, 21), and each shaft (20, 21) coupled to an electric rotary machine (30, 31) leads to a drive output (3) of the hybrid transmission (1). With the hybrid transmission according to the invention and the hybrid drive arrangement according to the invention, an optimum driving operation can be ensured in an inexpensive and structural-space-saving manner.

Description

Hvbridqetriebe und Hvbrid-Antriebsanordnunq Hybrid transmission and drive assembly
Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe sowie eine Hybrid-Antriebsanordnung. The invention relates to a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement.
Hybrid-Antriebsanordnungen umfassen in der Regel eine Verbrennungskraftmaschine sowie ein Hybridgetriebe mit einer Kupplungseinrichtung und zumindest einer elektrischen Rotationsmaschine. Hybrid drive arrangements generally include an internal combustion engine and a hybrid transmission with a clutch device and at least one electric rotary machine.
Aus dem Stand der Technik sind Hybrid-Antriebsanordnungen bekannt, die unterschiedlichste Ausführungen an Hybridgetrieben aufweisen. Hybrid drive arrangements are known from the prior art, which have a wide variety of hybrid transmissions.
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Ausführungsform einer Hybrid- Antriebsanordnung gemäß dem Stand der Technik in einer schematischen Darstellung. Figures 1 and 2 each show an embodiment of a hybrid drive arrangement according to the prior art in a schematic representation.
In der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 umfasst die Hybrid-Antriebsanordnung 4 eine Verbrennungskraftmaschine 90, ein Hybridgetriebe 1 sowie ein Differentialgetriebe 93, wobei das Hybridgetriebe 1 eine Trennkupplung 92, eine erste elektrische Rotationsmaschine 30, eine Doppelkupplungsvorrichtung 10 sowie eine zweite elektrische Rotationsmaschine 31 aufweist. In the first embodiment according to FIG. 1, the hybrid drive arrangement 4 comprises an internal combustion engine 90, a hybrid transmission 1 and a differential transmission 93, the hybrid transmission 1 having a separating clutch 92, a first electric rotary machine 30, a double clutch device 10 and a second electric rotary machine 31.
Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist mit einer einen Eingang 2 des Hybridgetriebes 1 darstellenden Anschlusseinrichtung 91 gekoppelt. Die Anschlusseinrichtung 91 entspricht einer Eingangsseite der Trennkupplung 92, wobei deren Ausgangsseite drehfest mit einem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 verbunden ist. Entsprechend ist die Verbrennungskraftmaschine 90 mittels der Trennkupplung 92 zum Hybridgetriebe 1 an- und abkoppelbar. Die Trennkupplung 92 bzw. deren Lamellen sind dabei radial innerhalb eines vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 radial begrenzten Raums angeordnet. The internal combustion engine 90 is coupled to a connection device 91, which represents an input 2 of the hybrid transmission 1. The connection device 91 corresponds to an input side of the separating clutch 92, the output side of which is connected non-rotatably to a rotor of the second electrical rotating machine 31. Correspondingly, the internal combustion engine 90 can be coupled and uncoupled from the hybrid transmission 1 by means of the separating clutch 92. The separating clutch 92 or its disks are arranged radially within a space radially delimited by the rotor of the second electric rotary machine 31.
Die Ausgangsseite der Trennkupplung 92 und der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 sind mit einem Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 verbunden. Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst eine erste Teilkupplung 11 und eine zweite Teilkupplung 12. Die beiden Teilkupplungen 11, 12 sind axial nebeneinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Rotationsachse 16 auf, zu welcher der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 koaxial angeordnet ist. The output side of the separating clutch 92 and the rotor of the second electric rotating machine 31 are connected to an input element 13 of the double clutch device 10. The double clutch device 10 comprises a first partial clutch 11 and a second partial clutch 12. The two Part-couplings 11, 12 are arranged axially next to one another and have a common axis of rotation 16, to which the rotor of the first electric rotary machine 30 is arranged coaxially.
Ein Ausgang 14 der ersten Teilkupplung 11 ist mit einer ersten Welle 20 des Hybridgetriebes 1 verbunden und ein Ausgang 15 der zweiten Teilkupplung 12 ist mit einer zweiten Welle 21 des Hybridgetriebes 1 verbunden. DieAn output 14 of the first partial clutch 11 is connected to a first shaft 20 of the hybrid transmission 1 and an output 15 of the second partial clutch 12 is connected to a second shaft 21 of the hybrid transmission 1. The
Verbrennungskraftmaschine 90 und die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 oder nur die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 sind somit, abhängig einer Schließung einer der beiden Teilkupplungen 11 , 12, an die erste oder zweite Welle 20, 21 koppelbar. Internal combustion engine 90 and the second electric rotary machine 31 or only the second electric rotary machine 31 can thus be coupled to the first or second shaft 20, 21 depending on whether one of the two partial clutches 11, 12 is closed.
Die erste Welle 20 ist dabei koaxial zur zweiten Welle 21 angeordnet, wobei die zweite Welle 21 zu diesem Zweck als Hohlwelle ausgeführt ist und die erste Welle 20 abschnittsweise innerhalb der zweiten Welle 21 verläuft. The first shaft 20 is arranged coaxially to the second shaft 21, the second shaft 21 being designed as a hollow shaft for this purpose and the first shaft 20 running in sections within the second shaft 21.
Parallel zur ersten und zweiten Welle 20, 21 umfasst das Hybridgetriebe 1 zudem eine dritte Welle 22. Die erste Welle 20 und die dritte Welle 22 sind über eine erste Übersetzungsstufe 40 oder eine dritte Übersetzungsstufe 60 miteinander koppelbar, wobei die zweite Welle 21 und die dritte Welle 22 über eine zweite Übersetzungsstufe 50 gekoppelt sind. In parallel to the first and second shaft 20, 21, the hybrid transmission 1 also comprises a third shaft 22. The first shaft 20 and the third shaft 22 can be coupled to one another via a first transmission stage 40 or a third transmission stage 60, the second shaft 21 and the third Shaft 22 are coupled via a second transmission stage 50.
Zwecks Kopplung der ersten Welle 20 mit der dritten Welle 22 sind auf der ersten Welle 20 ein erstes Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 und ein erstes Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 angeordnet und auf der dritten Welle 22 ein zweites Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40, welches mit dem ersten Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 in Eingriff steht, und ein zweites Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60, welches mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht, angeordnet. Die Zahnräder 41 , 61 auf der ersten Welle 20 sind mit dieser drehfest verbunden, wohingegen die Zahnräder 42, 62 drehbar auf der dritten Welle 22 gelagert sind. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 und der dritten Welle 22 oder eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 und der dritten Welle 22 ist durch ein Schaltelement 96 herstellbar. Das Schaltelement 96 ist dazu als ringförmiges Element mit einer Verzahnung ausgestaltet, drehfest mit der dritten Welle 22 verbunden und kann durch axiale Verschiebung auf der dritten Welle 22 entweder mit dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 oder dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff gebracht werden. For the purpose of coupling the first shaft 20 to the third shaft 22, a first gear 41 of the first gear stage 40 and a first gear 61 of the third gear stage 60 are arranged on the first shaft 20 and a second gear 42 of the first gear stage 40 is arranged on the third shaft 22, which is in engagement with the first gear 41 of the first gear stage 40, and a second gear 62 of the third gear stage 60, which engages with the first gear 61 of the third gear stage 60, is arranged. The gears 41, 61 on the first shaft 20 are connected to it in a rotationally fixed manner, whereas the gears 42, 62 are rotatably mounted on the third shaft 22. A non-rotatable connection between the second gear 42 of the first transmission stage 40 and the third shaft 22 or a non-rotatable connection between the second gear 62 of the third transmission stage 60 and the third shaft 22 can be produced by a switching element 96. For this purpose, the switching element 96 is designed as a ring-shaped element with a toothing, is non-rotatably connected to the third shaft 22 and can pass through Axial displacement on the third shaft 22 can be brought into engagement either with the second gear 42 of the first transmission stage 40 or the second gear 62 of the third transmission stage 60.
Zwecks der Kopplung der zweiten Welle 21 mit der dritten Welle 22 ist auf der zweiten Welle 21 drehfest ein erstes Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 angeordnet, welches mit einem drehfest auf der dritten Welle 22 angeordnetem zweiten Zahnrad 52 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht. For the purpose of coupling the second shaft 21 to the third shaft 22, a first gear 51 of the second transmission stage 50 is non-rotatably arranged on the second shaft 21 and meshes with a second gear 52 of the second transmission stage 50 which is arranged non-rotatably on the third shaft 22.
Ein Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist über zwei weitere Übersetzungsstufen 70 mit der ersten Welle 20 gekoppelt. Dazu ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 mit einem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, wobei dieses erste Zahnrad 71 mit einem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht, welches wiederum mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht. A rotor of the first electric rotary machine 30 is coupled to the first shaft 20 via two further transmission stages 70. For this purpose, the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to a first gear 71 of the further gear stages 70, this first gear 71 meshing with a second gear 72 of the further gear stages 70, which in turn meshes with the first gear 61 of the third gear stage 60 in Engagement is.
Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist damit achsparallel zur ersten Welle 21 und achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 angeordnet. The rotor of the first electric rotary machine 30 is thus arranged axially parallel to the first shaft 21 and axially parallel to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10.
Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 ist somit abhängig einer Stellung des Schaltelements 96 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar. The first electric rotary machine 30 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 as a function of a position of the switching element 96.
Auf der dritten Welle 22 ist weiterhin ein erstes Zahnrad 81 einer Ausgangsübersetzung 80 fest angeordnet, das mit einem zweiten Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 als Eingangselement des Differentialgetriebes 93 fungiert. Das erste Zahnrad 81 der Ausgangsübersetzung 80 ist somit der Abtrieb 3 des Hybridgetriebes 1. A first gear 81 of an output transmission 80 is also fixedly arranged on the third shaft 22 and meshes with a second gear 82 of the output transmission 80, the second gear 82 of the output transmission 80 functioning as an input element of the differential gear 93. The first gear 81 of the output transmission 80 is thus the output 3 of the hybrid transmission 1.
Das Differentialgetriebe 93 ist mit einer Achse 94 verbunden, auf welcher zwei Räder 95 angeordnet sind, die einen Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausbilden.The differential gear 93 is connected to an axle 94 on which two wheels 95 are arranged, which form an output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird bei geschlossener Trennkupplung 92 und geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment dann über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 und von dieser über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 geleitet. A torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the separating clutch 92 and the first partial clutch 11 are closed. The torque provided by the internal combustion engine 90 is then transferred from the first shaft 20 to the third shaft 22 and via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 It is passed via the output transmission 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4. Alternatively, when the second partial clutch 12 is closed, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 and from there via the second transmission stage 50 to the third shaft 22.
Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment kann somit äquivalent zu einem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 90 über eine der Übersetzungsstufen erste Übersetzungsstufe 40, zweite Übersetzungsstufe 50 oder dritte Übersetzungsstufe 60 übertragen werden. A torque provided by the second electric rotary machine 31 can thus be transmitted equivalent to a torque of the internal combustion engine 90 via one of the transmission stages first transmission stage 40, second transmission stage 50 or third transmission stage 60.
Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die erste Welle 20 übertragen. Von der ersten Welle 20 wird das Drehmoment entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 geleitet. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. A torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the first shaft 20 via the further transmission stages 70. From the first shaft 20, the torque is passed either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 to the third shaft 22. On the third shaft 22, the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80.
Mit der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden, jedoch ist dafür neben der Doppelkupplungsvorrichtung noch eine Trennkupplung notwendig. Diese Trennkupplung sowie ein dazugehöriges Betätigungssystem benötigen einen großen Bauraum, wobei die Trennkupplung außerdem Schleppmoment-bedingte Leistungsverluste erzeugt. With the hybrid drive arrangement according to the first embodiment, a wide variety of driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can be implemented, but a separating clutch is necessary for this in addition to the double clutch device. This separating clutch and an associated actuation system require a large installation space, the separating clutch also generating drag torque-related power losses.
Die zweite Ausführungsform einer bekannten Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß Figur 2 unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform darin, dass das Hybridgetriebe 1 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 in Figur 2 hier keine Trennkupplung sowie keine zweite elektrisch Rotationsmaschine umfasst. Die Anschlusseinrichtung 91 des Hybridgetriebes 1 zum Anschluss an die Verbrennungskraftmaschine 90 ist hier durch das Eingangselement 13 der Doppelkupplungseinrichtung 10 ausgebildet. The second embodiment of a known hybrid drive arrangement 4 according to FIG. 2 differs from the first embodiment in that the hybrid transmission 1 of the hybrid drive arrangement 4 in FIG. 2 does not include a separating clutch or a second electrical rotary machine. The connection device 91 of the hybrid transmission 1 for connection to the internal combustion engine 90 is formed here by the input element 13 of the double clutch device 10.
Die beiden Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungseinrichtung 10 sind außerdem nicht axial benachbart zueinander, sondern radial verschachtelt angeordnet, wobei die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12 radial weiter innen angeordnet sind als den Lamellen der ersten Teilkupplung 11. The two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10 are also not arranged axially adjacent to one another, but radially nested, the The disks of the second partial clutch 12 are arranged radially further inward than the disks of the first partial clutch 11.
Ein weiterer Unterschied der zweiten Ausführungsform zur ersten Ausführungsform ist, dass die erste elektrische Rotationsmaschine 30 über die weiteren Übersetzungsstufen 70 nicht an die erste Welle 20, sondern an die zweite Welle 21 gekoppelt ist. Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist dazu mit dem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, welches mit dem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht, wobei dieses zweite Zahnrad 72 mit dem ersten Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht. Another difference between the second embodiment and the first embodiment is that the first electric rotary machine 30 is not coupled to the first shaft 20, but rather to the second shaft 21, via the further transmission stages 70. For this purpose, the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to the first gear 71 of the further transmission stages 70, which meshes with the second gear 72 of the further transmission stages 70, this second gear 72 engaging with the first gear 51 of the second transmission stage 50 stands.
Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird gemäß Figur 2 bei geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment dann über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid- Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 und von dieser über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 geleitet. According to FIG. 2, a torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the first partial clutch 11 is closed. From the first shaft 20, the torque provided by the internal combustion engine 90 is then passed via the first gear stage 40 or the third gear stage 60 to the third shaft 22 and via the output gear 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 . Alternatively, when the second partial clutch 12 is closed, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 and from there via the second transmission stage 50 to the third shaft 22.
Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die zweite Welle 21 übertragen und dann über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet.A torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the second shaft 21 via the further transmission stages 70 and then transmitted to the third shaft 22 via the second transmission stage 50. On the third shaft 22, the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80.
Mit der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform können zwar auch unterschiedliche Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden, jedoch schränkt eine Anbindung der ersten elektrischen Rotationsmaschine an lediglich die zweite Welle die Einsatzmöglichkeiten der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform ein, was zu einer geringeren Anzahl realisierbarer Fahr-Modi führt. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridgetriebe sowie eine damit ausgestattete Hybrid-Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in kostengünstiger und bauraumsparenderWeise einen optimalen Fährbetrieb gewährleisten. With the hybrid drive arrangement according to the second embodiment, different driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can be realized, however, a connection of the first electric rotating machine to only the second shaft restricts the possible uses of the hybrid drive arrangement according to the second embodiment one, which leads to a lower number of realizable driving modes. Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement equipped with it, which guarantee optimal ferry operation in a cost-effective and space-saving manner.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridgetriebe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridgetriebes sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. The object is achieved by the hybrid transmission according to the invention according to claim 1. Advantageous configurations of the hybrid transmission are specified in subclaims 2 to 9.
Ergänzend wird eine Hybrid-Antriebsanordnung, welche das Hybridgetriebe aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt. In addition, a hybrid drive arrangement, which has the hybrid transmission, is made available according to claim 10.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures can also be used, which include additional embodiments of the invention.
Die Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridgetriebes. In the context of the present invention, the terms “radial” and “axial” always relate to the axis of rotation of the hybrid transmission.
Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe mit lediglich einer Doppelkupplungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und einem Abtrieb des Hybridgetriebes. Das Hybridgetriebe umfasst weiterhin zwei Wellen, die mit den Ausgängen von Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung gekoppelt sind, sowie zwei elektrische Rotationsmaschinen, wobei jede der elektrischen Rotationsmaschinen jeweils mit einer Welle gekoppelt ist und eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelte Welle zu einem Abtrieb des Hybridgetriebes führt.The invention relates to a hybrid transmission with only one double clutch device for opening and closing a torque transmission path between a drive unit that is or can be coupled to the hybrid transmission and an output of the hybrid transmission. The hybrid transmission further comprises two shafts that are coupled to the outputs of partial clutches of the double clutch device, as well as two electric rotary machines, each of the electric rotary machines being coupled to a shaft and each shaft coupled to an electric rotary machine leading to an output of the hybrid transmission.
Das heißt, dass als Kupplung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und dem Abtrieb des Hybridgetriebes nur die eine Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist. Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Hybridgetriebes kann somit auf eine Trennkupplung zwischen einem Antriebsaggregat, wie zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine, und der Doppelkupplungsvorrichtung verzichtet werden. Dies führt zu einer eklatanten Einsparung von Bauraum sowie zu einer deutlichen Kostensenkung, da auch kein Betätigungssystem für die Trennkupplung vorzusehen ist. Außerdem werden entsprechend üblicherweise auftretende Schleppmomente verringert. This means that only the one double clutch device is arranged as a clutch for opening and closing a torque transmission path between a drive unit that is coupled or can be coupled to the hybrid transmission and the output of the hybrid transmission. According to the embodiment of the hybrid transmission according to the invention, a separating clutch between a drive unit, such as an internal combustion engine, and the double clutch device can thus be dispensed with. This leads to a blatant saving in installation space as well as a significant reduction in costs, since there is also no need to provide an actuation system for the separating clutch. In addition, drag torques that usually occur are reduced accordingly.
Des Weiteren müssen lediglich die Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung dem vom Antriebsaggregat zur Verfügung gestellten Drehmoment angepasst bzw. diesen entsprechend ausgelegt werden. Furthermore, only the partial clutches of the double clutch device have to be adapted to the torque made available by the drive unit or designed accordingly.
Das Eingangselement der Doppelkupplungsvorrichtung kann durch einen jeweiligen Lamellenträger einer jeweiligen Teilkupplung ausgebildet sein oder mit diesen drehfest verbunden sein. The input element of the double clutch device can be formed by a respective disk carrier of a respective partial clutch or can be connected to this in a rotationally fixed manner.
Insbesondere können die Lamellen der einen Teilkupplung radial weiter innen angeordnet sein, als die Lamellen der anderen Teilkupplung. Bei einer derartigen radialen Schachtelung der Lamellen der zwei Teilkupplungen kann zudem auch vorgesehen sein, dass die Lamellen der radial inneren Teilkupplung axial innerhalb eines von den Lamellen der radial äußeren Teilkupplung umgebenen Raums angeordnet sind, so dass eine besonders bauraumsparende Ausgestaltung realisiert ist. In particular, the disks of one partial clutch can be arranged radially further inward than the disks of the other partial clutch. With such a radial nesting of the disks of the two partial couplings, provision can also be made for the disks of the radially inner partial coupling to be arranged axially within a space surrounded by the disks of the radially outer partial coupling, so that a particularly space-saving design is implemented.
Gemäß einer Ausführungsform des Hybridgetriebes führt eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelte Welle jeweils zu wenigstens einer Übersetzungsstufe des Hybride-Getriebes. According to one embodiment of the hybrid transmission, each shaft coupled to an electric rotating machine leads to at least one transmission stage of the hybrid transmission.
Die Übersetzungsstufen bilden somit den Abtrieb des Hybridgetriebes aus. The gear ratios thus form the output of the hybrid transmission.
Ein mit dem Hybridgetriebe ausgestattetes Kraftfahrzeug kann somit ein von einer elektrischen Rotationsmaschine bereitgestelltes Drehmoment über jede mit der ersten oder der zweiten Welle verbundene Übersetzungsstufe leiten. Das bedeutet, es ist bei jeder wählbaren Übersetzung ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeugs realisierbar. Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Doppelkupplungsvorrichtung zwei Teilkupplungen, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebe achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebes koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist. Die gemeinsame Rotationsachse ist hier eine ideelle Achse. A motor vehicle equipped with the hybrid transmission can thus conduct a torque provided by an electric rotary machine via each transmission stage connected to the first or the second shaft. This means that purely electric driving of the motor vehicle can be achieved with any gear ratio that can be selected. According to one aspect of the invention, the double clutch device comprises two partial clutches which are arranged on a common axis of rotation, a rotor of a first electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation of the two partial clutches and a rotor of a second electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged coaxially to the common axis of rotation the two partial couplings is arranged. The common axis of rotation is an ideal axis here.
Dabei ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer ersten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt. The rotor of the first electric rotary machine is coupled to a first shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine und der ersten Welle angeordnet. In one embodiment, two transmission stages are arranged between the rotor of the first electric rotary machine and the first shaft.
Weiterhin ist dabei der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine mit einem Ausgang einer zweiten Teilkupplung drehfest verbunden. Furthermore, the rotor of the second electric rotary machine is connected in a rotationally fixed manner to an output of a second partial coupling.
Dieser Ausgang der zweiten Teilkupplung kann zum Beispiel zu einer zweiten Übersetzungsstufe des Hybridgetriebes führen. This output of the second partial clutch can, for example, lead to a second transmission stage of the hybrid transmission.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Doppelkupplungsvorrichtung zwei Teilkupplungen, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebe achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebes achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist. In an alternative embodiment, the double clutch device comprises two partial clutches which are arranged on a common axis of rotation, with a rotor of a first electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation of the two partial clutches and a rotor of a second electric rotary machine of the hybrid transmission being arranged axially parallel to the common axis of rotation two partial couplings is arranged.
Gemäß dieser Ausführungsform ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer ersten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt. According to this embodiment, the rotor of the first electric rotary machine is coupled to a first shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine und der ersten Welle angeordnet. Außerdem ist dabei der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer zweiten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt. In one embodiment, two transmission stages are arranged between the rotor of the first electric rotary machine and the first shaft. In addition, the rotor of the second electric rotary machine is coupled to a second shaft of the hybrid transmission via at least one transmission stage.
In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine und der zweiten Welle angeordnet. In one embodiment, two transmission stages are arranged between the rotor of the second electric rotary machine and the second shaft.
In dieser Ausgestaltungsform ist somit vorgesehen, dass beide elektrischen Rotationsmaschinen über Übersetzungsstufen mit dem Abtrieb des Getriebes gekoppelt sind. Dies ermöglicht eine konstruktiv gleichartige Ausgestaltung der elektrischen Rotationsmaschinen und/oder deren Ankopplungen, was eine Kostensenkung ermöglicht. In this embodiment, it is thus provided that both electric rotary machines are coupled to the output of the transmission via gear ratios. This enables a structurally similar design of the electrical rotary machines and / or their coupling, which enables a reduction in costs.
Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform sind auf der ersten Welle zwei Zahnräder für zwei Übersetzungsstufen angeordnet, von denen jeweils eines mit einem Zahnrad auf einer achsparallelen dritten Welle des Hybridgetriebes in Eingriff bringbar ist, zur Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle. According to a further advantageous embodiment, two gears for two gear ratios are arranged on the first shaft, one of which can be brought into engagement with a gear on an axially parallel third shaft of the hybrid transmission to form two gear ratios between the second shaft and the third shaft.
Auf der dritten Welle kann des Weiteren ein weiteres Zahnrad angeordnet sein, zur Ausbildung der Übersetzungsstufe zusammen mit einem Zahnrad auf der zweiten Welle. Furthermore, a further gear wheel can be arranged on the third shaft in order to form the transmission stage together with a gear wheel on the second shaft.
Auf der dritten Welle kann außerdem eine sogenannte Schiebemuffe ausgestaltet sein und dazu dienen, einen Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der ersten Welle und der dritten Welle über eine der zwei Übersetzungsstufen zu schließen, so dass je nach Schaltung bzw. Stellung der Schiebemuffe eine von den zwei Übersetzungsstufen zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle realisiert ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe derart schaltbar bzw. stellbar ist, dass kein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der ersten Welle und der dritten Welle realisiert ist. A so-called sliding sleeve can also be configured on the third shaft and serve to close a torque transmission path between the first shaft and the third shaft via one of the two gear ratios, so that depending on the shifting or position of the sliding sleeve one of the two gear ratios is realized between the second wave and the third wave. It can also be provided that the sliding sleeve can be switched or adjusted in such a way that no torque transmission path is implemented between the first shaft and the third shaft.
Äquivalent kann eine Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen auch zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle umgesetzt sein. Equivalently, a formation of two gear ratios can also be implemented between the second wave and the third wave.
Es ist dabei nicht ausgeschlossen, mehr als zwei Übersetzungsstufen zwischen der ersten Welle und der dritten Welle und/oder zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle zu realisieren. Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Hybrid-Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt, die ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe sowie eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, wobei ein Abtrieb der Verbrennungskraftmaschine mechanisch mit einer Anschlusseinrichtung des Hybridgetriebes gekoppelt ist, die mit der Doppelkupplungsvorrichtung drehfest verbunden ist. It is not ruled out that more than two transmission stages can be implemented between the first shaft and the third shaft and / or between the second shaft and the third shaft. Furthermore, a hybrid drive arrangement is provided according to the invention, which has a hybrid transmission according to the invention and an internal combustion engine, an output of the internal combustion engine being mechanically coupled to a connection device of the hybrid transmission which is connected to the double clutch device in a rotationally fixed manner.
Diese Ausgestaltung schließt jedoch nicht die Anordnung eines Schwingungsdämpfers zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Hybridgetriebe aus. However, this refinement does not exclude the arrangement of a vibration damper between the internal combustion engine and the hybrid transmission.
Es ist entsprechend vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine über die erste Teilkupplung der Kupplungseinrichtung mit der ersten Welle gekoppelt ist, oder dass die Verbrennungskraftmaschine über die zweite Teilkupplung der Kupplungseinrichtung mit der zweiten Welle gekoppelt ist. It is accordingly provided that the internal combustion engine is coupled to the first shaft via the first partial coupling of the coupling device, or that the internal combustion engine is coupled to the second shaft via the second partial coupling of the coupling device.
In Abhängigkeit der Schaltung der Doppelkupplungsvorrichtung ist die Verbrennungskraftmaschine somit mit einer jeweiligen Übersetzungsstufe verbindbar. Ein mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug kann dadurch unterschiedlichste Betriebs-Modi realisieren. Depending on the shifting of the double clutch device, the internal combustion engine can thus be connected to a respective gear ratio. A motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can thereby implement a wide variety of operating modes.
Beispielsweise ist bei Abkopplung der Verbrennungskraftmaschine durch Öffnen der Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung ein rein elektrischer Betrieb realisierbar. Bei Schließung einer der beiden Teilkupplungen ist entsprechend ein Hybrid-Betrieb mit zumindest einer der beiden elektrischen Rotationsmaschinen und der Verbrennungskraftmaschine realisiert. Ein Rekuperationsbetrieb ist mit zumindest einer der beiden elektrischen Rotationsmaschinen möglich. Weiterhin ist eine Fahrt nur mit der Verbrennungskraftmaschine als Antriebseinheit ausführbar, bei der zumindest eine elektrische Rotationsmaschine eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine realisieren kann. Ein Start der Verbrennungskraftmaschine ist durch Drehmoment einer elektrischen Rotationsmaschine realisierbar. Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in For example, when the internal combustion engine is decoupled, purely electrical operation can be implemented by opening the partial clutches of the double clutch device. When one of the two partial clutches is closed, a hybrid operation with at least one of the two electric rotary machines and the internal combustion engine is implemented accordingly. Recuperation operation is possible with at least one of the two electric rotary machines. Furthermore, a trip can only be carried out with the internal combustion engine as the drive unit, in which at least one electric rotary machine can implement a load point shift of the internal combustion engine. The internal combustion engine can be started by torque from an electric rotary machine. The invention described above is explained in detail below against the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is in no way restricted by the purely schematic drawings, it being noted that the exemplary embodiments shown in the drawings are not restricted to the dimensions shown. It is shown in
Fig. 1 : eine Hybrid-Antriebsanordnung in einer ersten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung, 1: a hybrid drive arrangement in a first embodiment according to the prior art in a schematic representation,
Fig. 2: eine Hybrid-Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung, 2: a hybrid drive arrangement in a second embodiment according to the prior art in a schematic representation,
Fig. 3: eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung in einer ersten Ausführungsform in schematischer Darstellung und Fig. 4: eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsform in schematischer Darstellung. 3: a hybrid drive arrangement according to the invention in a first embodiment in a schematic illustration and FIG. 4: a hybrid drive arrangement according to the invention in a second embodiment in a schematic illustration.
Auf die Figuren 1 und 2 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen. Reference has already been made to FIGS. 1 and 2 to explain the prior art.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung 4 in einer ersten Ausführungsform in schematischer Darstellung gezeigt. In Fig. 3, a hybrid drive arrangement 4 according to the invention is shown in a first embodiment in a schematic representation.
Die Hybrid-Antriebsanordnung 4 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 90, ein Hybridgetriebe 1 sowie ein Differentialgetriebe 93, wobei das Hybridgetriebe 1 eine Doppelkupplungsvorrichtung 10, eine erste elektrische Rotationsmaschine 30 und eine zweite elektrische Rotationsmaschine 31 aufweist. The hybrid drive arrangement 4 comprises an internal combustion engine 90, a hybrid transmission 1 and a differential transmission 93, the hybrid transmission 1 having a double clutch device 10, a first electric rotary machine 30 and a second electric rotary machine 31.
Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist mit einer Anschlusseinrichtung 91 des Hybridgetriebes 1 als Eingang 2 des Hybridgetriebes 1 gekoppelt, wobei die Anschlusseinrichtung 91 einem Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 entspricht. Entsprechend ist die Verbrennungskraftmaschine 90 mittels der Doppelkupplungsvorrichtung 10 an das Hybridgetriebe 1 an- und abkuppelbar. The internal combustion engine 90 is coupled to a connection device 91 of the hybrid transmission 1 as input 2 of the hybrid transmission 1, the connection device 91 corresponding to an input element 13 of the double clutch device 10. Correspondingly, the internal combustion engine 90 can be coupled to and uncoupled from the hybrid transmission 1 by means of the double clutch device 10.
Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst eine erste Teilkupplung 11 und eine zweite Teilkupplung 12. Das Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 ist durch den Außenlamellenträger der ersten Teilkupplung 11 und den Innenlamellenträger der zweiten Teilkupplung 12 ausgebildet. Ein Ausgang 14 der ersten Teilkupplung 11 , ausgebildet als deren Innenlamellenträger, ist mit einer ersten Welle 20 des Hybridgetriebes 1 verbunden und ein Ausgang 15 der zweiten Teilkupplung 12, ausgebildet als deren Außenlamellenträger, ist mit einem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 und einer zweiten Welle 21 des Hybridgetriebes 1 verbunden. The double clutch device 10 comprises a first partial clutch 11 and a second partial clutch 12. The input element 13 of the double clutch device 10 is formed by the outer plate carrier of the first partial clutch 11 and the inner plate carrier of the second partial clutch 12. An output 14 of the first partial clutch 11, designed as its inner disk carrier, is connected to a first shaft 20 of the hybrid transmission 1 and an output 15 of the second partial clutch 12, designed as its outer disk carrier, is connected to a rotor of the second electric rotary machine 31 and a second shaft 21 of the hybrid transmission 1 connected.
Die beiden Teilkupplungen 11, 12 sind radial geschachtelt angeordnet, so dass die Lamellen der ersten Teilkupplung 11 radial weiter innen angeordnet sind als die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12, wobei beide Teilkupplungen 11, 12 radial innerhalb eines vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 umgebenen Raums angeordnet sind. Die Lamellen der beiden Teilkupplungen 11, 12 sind zudem axial innerhalb dieses vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 umgebenen Raums angeordnet. Die beiden Teilkupplungen 11, 12 weisen eine gemeinsame Rotationsachse 16 auf. Diese gemeinsame Rotationsachse 16 der Teilkupplungen 11, 12 entspricht auch der Rotationsachse 33 der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 , so dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 des Hybridgetriebes 1 koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 angeordnet ist. The two partial clutches 11, 12 are arranged radially nested, so that the disks of the first partial clutch 11 are arranged radially further inward than the disks of the second partial clutch 12, with both partial clutches 11, 12 radially within a space surrounded by the rotor of the second electrical rotating machine 31 are arranged. The disks of the two partial clutches 11, 12 are also arranged axially within this space surrounded by the rotor of the second electric rotary machine 31. The two partial couplings 11, 12 have a common axis of rotation 16. This common axis of rotation 16 of the partial clutches 11, 12 also corresponds to the axis of rotation 33 of the second electric rotary machine 31, so that the rotor of the second electric rotary machine 31 of the hybrid transmission 1 is arranged coaxially to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12.
Die erste Welle 20 ist koaxial zur zweiten Welle 21 angeordnet, wobei die zweite Welle 21 als Hohlwelle ausgeführt ist und die erste Welle 20 abschnittsweise innerhalb der zweiten Welle 21 verläuft. The first shaft 20 is arranged coaxially to the second shaft 21, the second shaft 21 being designed as a hollow shaft and the first shaft 20 running in sections within the second shaft 21.
Parallel zur ersten Welle 20und zur zweiten Welle 21 umfasst das Hybridgetriebe 1 zudem eine dritte Welle 22. Die erste Welle 20 und die dritte Welle 22 sind dabei über eine erste Übersetzungsstufe 40 und eine dritte Übersetzungsstufe 60 miteinander koppelbar, wobei die zweite Welle 21 und die dritte Welle 22 über eine zweite Übersetzungsstufe 50 gekoppelt sind. In parallel to the first shaft 20 and the second shaft 21, the hybrid transmission 1 also comprises a third shaft 22. The first shaft 20 and the third shaft 22 can be coupled to one another via a first transmission stage 40 and a third transmission stage 60, the second shaft 21 and the third shaft 22 are coupled via a second transmission stage 50.
Zwecks der Kopplung der ersten Welle 20 mit der dritten Welle 22 sind auf der ersten Welle 20 ein erstes Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 und ein erstes Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 angeordnet und auf der dritten Welle 22 ein zweites Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40, welches mit dem ersten Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 in Eingriff steht, und ein zweites Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60, welches mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht, angeordnet. Die Zahnräder 41 , 61 auf der ersten Welle 20 sind mit dieser drehfest verbunden, wohingegen die Zahnräder 42, 62 drehbar auf der dritten Welle 22 angeordnet sind. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 und der dritten Welle 22 oder eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 und der dritten Welle 22 ist durch ein Schaltelement 96, z. B. eine Schiebemuffe, herstellbar. Das Schaltelement 96 ist dazu drehfest mit der dritten Welle 22 verbunden und kann durch axiale Verschiebung auf der dritten Welle 22 entweder mit dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 oder dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff gebracht werden. Zwecks der Kopplung der zweiten Welle 21 mit der dritten Welle 22 ist auf der zweiten Welle 21 drehfest ein erstes Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 angeordnet, welches mit einem drehfest auf der dritten Welle 22 angeordnetem zweiten Zahnrad 52 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht. For the purpose of coupling the first shaft 20 to the third shaft 22, a first gear 41 of the first gear stage 40 and a first gear 61 of the third gear stage 60 are arranged on the first shaft 20 and a second gear 42 of the first gear stage 40 is arranged on the third shaft 22 , which is in engagement with the first gear 41 of the first transmission stage 40, and a second gear 62 of the third transmission stage 60, which meshes with the first gear 61 of the third transmission stage 60, is arranged. The gears 41, 61 on the first shaft 20 are connected to it in a rotationally fixed manner, whereas the gears 42, 62 are rotatably arranged on the third shaft 22. A non-rotatable connection between the second gear 42 of the first gear stage 40 and the third shaft 22 or a non-rotatable connection between the second gear 62 of the third gear stage 60 and the third shaft 22 is provided by a switching element 96, for. B. a sliding sleeve can be produced. The switching element 96 is connected to the third shaft 22 in a rotationally fixed manner and can be brought into engagement either with the second gear 42 of the first transmission stage 40 or the second gear 62 of the third transmission stage 60 by axial displacement on the third shaft 22. For the purpose of coupling the second shaft 21 to the third shaft 22, a first gear 51 of the second transmission stage 50 is non-rotatably arranged on the second shaft 21 and meshes with a second gear 52 of the second transmission stage 50 which is arranged non-rotatably on the third shaft 22.
Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist somit abhängig einer Schließung einer der beiden Teilkupplungen 11, 12 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40, die zweite Übersetzungsstufe 50 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar. The internal combustion engine 90 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40, the second transmission stage 50 or the third transmission stage 60, depending on whether one of the two partial clutches 11, 12 is closed.
Ein Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist über zwei weitere Übersetzungsstufen 70 mit der ersten Welle 20 gekoppelt. Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist dazu mit einem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, wobei dieses erste Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 mit einem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht und das zweite Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht. A rotor of the first electric rotary machine 30 is coupled to the first shaft 20 via two further transmission stages 70. For this purpose, the rotor of the first electric rotary machine 30 is connected to a first gear 71 of the further gear stages 70, this first gear 71 of the further gear stages 70 meshing with a second gear 72 of the further gear stages 70 and the second gear 72 of the further gear stages 70 is in engagement with the first gear 61 of the third transmission stage 60.
Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist damit achsparallel zur ersten Welle 21 und achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 angeordnet. Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 ist somit in Abhängigkeit einer Stellung des Schaltelements 96 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar. The rotor of the first electric rotary machine 30 is thus arranged axially parallel to the first shaft 21 and axially parallel to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12 of the double clutch device 10. The first electric rotary machine 30 can thus be coupled to the third shaft 22 either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 as a function of a position of the switching element 96.
Auf der dritten Welle 22 ist weiterhin ein erstes Zahnrad 81 einer Ausgangsübersetzung 80 fest angeordnet, das mit einem zweiten Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 als Eingangselement des Differentialgetriebes 93 fungiert. Das erste Zahnrad 81 der Ausgangsübersetzung 80 ist somit der Abtrieb 3 des Hybridgetriebes 1. A first gear 81 of an output transmission 80 is also fixedly arranged on the third shaft 22 and meshes with a second gear 82 of the output transmission 80, the second gear 82 of the output transmission 80 functioning as an input element of the differential gear 93. The first gear 81 of the output transmission 80 is thus the output 3 of the hybrid transmission 1.
Das Differentialgetriebe 93 ist mit einer Abtriebswelle 94 verbunden, auf welcher zwei Räder 95 angeordnet sind, die einen Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausbilden. The differential gear 93 is connected to an output shaft 94 on which two wheels 95 are arranged, which form an output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird bei geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 dann an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 geleitet. Von der zweiten Welle 21 ausgehend lässt sich das Drehmoment über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 übertragen. A torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the first shaft 20 when the first partial clutch 11 is closed. From the first shaft 20, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed via the first gear stage 40 or the third gear stage 60 to the third shaft 22 and then via the output gear 80 to the differential gear 93 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 . Alternatively, the torque provided by the internal combustion engine 90 is passed to the second shaft 21 when the second partial clutch 12 is closed. Starting from the second shaft 21, the torque can be transmitted via the second transmission stage 50 to the third shaft 22 and consequently to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment wird von der zweiten Welle 21 über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen und von dort über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. A torque provided by the second electric rotary machine 31 is transmitted from the second shaft 21 via the second transmission stage 50 to the third shaft 22 and from there via the output transmission 80 from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4.
Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die erste Welle 20 übertragen. Von der ersten Welle 20 fließt das Drehmoment entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Mit der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß der ersten Ausführungsform können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden. A torque provided by the first electric rotary machine 30 is transmitted to the first shaft 20 via the further transmission stages 70. From the first shaft 20, the torque flows either via the first transmission stage 40 or the third transmission stage 60 to the third shaft 22 of the third shaft 22, the torque is then passed from the differential gear 93 to the output 5 of the hybrid drive arrangement 4 via the output transmission 80. With the hybrid drive arrangement 4 according to the invention according to the first embodiment, a wide variety of driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement 4 can be implemented accordingly.
In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung 4 in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung gezeigt. In FIG. 4, a hybrid drive arrangement 4 according to the invention is shown in a second embodiment in a schematic illustration.
Die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß Figur 4 unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform gemäß Figur 3 darin, dass das Hybridgetriebe 1 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 in Figur 4 eine andere Ausgestaltung aufweist. The second embodiment of a hybrid drive arrangement 4 according to the invention according to FIG. 4 differs from the first embodiment according to FIG. 3 in that the hybrid transmission 1 of the hybrid drive arrangement 4 in FIG. 4 has a different configuration.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 hier achsparallel anstatt koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 angeordnet ist. Another difference is that the second electric rotary machine 31 is arranged here axially parallel instead of coaxially to the common axis of rotation 16 of the two partial clutches 11, 12.
Die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 ist über weitere Übersetzungsstufen 70 an das erste Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 und somit an die zweite Welle 21 gekoppelt. Diese Kopplung ist dabei identisch ausgestaltet zur Kopplung des Rotors der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 an das erste Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60. The second electric rotary machine 31 is coupled to the first gear 51 of the second transmission stage 50 and thus to the second shaft 21 via further transmission stages 70. This coupling is configured identically to the coupling of the rotor of the first electric rotating machine 30 to the first gear 61 of the third transmission stage 60.
Zudem unterscheidet sich der Aufbau der Doppelkupplungsvorrichtung 10 in Figur 4 zu dem der Doppelkupplungsvorrichtung 10 in Figur 3. In Figur 4 ist das Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 durch einen Außenlamellenträger der ersten Teilkupplung 11 und einen Außenlamellenträger der zweiten Teilkupplung 12 ausgebildet. Ein jeweiliger Ausgang 14, 15 einer der beiden Teilkupplungen 11, 12 ist entsprechend als Innenlamellenträger ausgebildet. Außerdem sind die Lamellen der ersten Teilkupplung 11 hier radial weiter innen angeordnet als die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12. In addition, the structure of the dual clutch device 10 in Figure 4 differs from that of the dual clutch device 10 in Figure 3. In Figure 4, the input element 13 of the dual clutch device 10 is formed by an outer plate carrier of the first partial clutch 11 and an outer plate carrier of the second partial clutch 12. A respective output 14, 15 of one of the two partial clutches 11, 12 is designed accordingly as an inner disk carrier. In addition, the disks of the first partial clutch 11 are here arranged radially further inward than the disks of the second partial clutch 12.
Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment wird gemäß Figur 4 über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die zweite Welle 21 übertragen und dann über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. According to FIG. 4, a torque provided by the second electric rotary machine 31 is transmitted to the second shaft 21 via the further transmission stages 70 and then transmitted to the third shaft 22 via the second transmission stage 50. On the third shaft 22, the torque is about Output transmission 80 is then passed from differential gear 93 to output 5 of hybrid drive arrangement 4.
Auch mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid- Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden. With this embodiment of the hybrid drive arrangement according to the invention, a wide variety of driving modes of a motor vehicle equipped with the hybrid drive arrangement can be realized accordingly.
Mit dem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe sowie der erfindungsgemäßen Hybrid- Antriebsanordnung lässt sich in kostengünstiger und bauraumsparenderWeise ein optimaler Fährbetrieb gewährleisten. With the hybrid transmission according to the invention and the hybrid drive arrangement according to the invention, optimal ferry operation can be ensured in a cost-effective and space-saving manner.
Bezuqszeichenliste Reference list
1 Hybridgetriebe 1 hybrid transmission
2 Eingang des Hybridgetriebes 2 Hybrid transmission input
3 Abtrieb des Hybridgetriebes 3 Output of the hybrid transmission
4 Hybrid-Antriebsanordnung 4 hybrid drive arrangement
5 Abtrieb der Hybrid-Antriebsanordnung 5 Output of the hybrid drive arrangement
10 Doppelkupplungsvorrichtung 10 double clutch device
11 erste Teilkupplung 11 first partial coupling
12 zweite Teilkupplung 12 second partial coupling
13 Eingangselement der Doppelkupplungsvorrichtung 13 Input element of the double clutch device
14 Ausgang der ersten Teilkupplung 14 Output of the first partial coupling
15 Ausgang der zweiten Teilkupplung 15 Output of the second partial coupling
16 gemeinsame Rotationsachse 16 common axis of rotation
20 erste Welle 20 first wave
21 zweite Welle 21 second wave
22 dritte Welle 22 third wave
30 erste elektrische Rotationsmaschine 30 first electric rotary machine
31 zweite elektrische Rotationsmaschine 31 second rotary electric machine
32 Rotationsachse der ersten elektrischen Rotationsmaschine32 axis of rotation of the first electric rotary machine
33 Rotationsachse der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 33 axis of rotation of the second rotary electric machine
40 erste Übersetzungsstufe 40 first gear ratio
41 erstes Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe 41 first gear of the first transmission stage
42 zweites Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe 42 second gear of the first transmission stage
50 zweite Übersetzungsstufe 50 second gear ratio
51 erstes Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe zweites Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe dritte Übersetzungsstufe erstes Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe zweites Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe weitere Übersetzungsstufe erstes Zahnrad der weiteren Übersetzungsstufen zweites Zahnrad der weiteren Übersetzungsstufen 51 first gear of the second transmission stage second gear of the second gear step third gear step first gear of the third gear step second gear of the third gear step further gear step first gear of the further gear steps second gear of the further gear steps
Ausgangsübersetzung erstes Zahnrad der Ausgangsübersetzung zweites Zahnrad der Ausgangsübersetzung Output ratio first gear of the output ratio, second gear of the output ratio
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
Anschlusseinrichtung des HybridgetriebesConnection device of the hybrid transmission
Trennkupplung Disconnect clutch
Differentialgetriebe Differential gear
Abtriebswelle Output shaft
Rad wheel
Schaltelement Switching element

Claims

Patentansprüche Claims
1. Hybridgetriebe (1), umfassend zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe (1) gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und einem Abtrieb (3) des Hybridgetriebes (1) lediglich eine Doppelkupplungsvorrichtung (10), sowie weiterhin umfassend zwei Wellen (20, 21), die mit den Ausgängen (14, 15) von Teilkupplungen (11,12) der Doppelkupplungsvorrichtung (10) gekoppelt sind, sowie zwei elektrische Rotationsmaschinen (30, 31), wobei jede der elektrischen Rotationsmaschinen (30, 31 ) jeweils mit einer Welle (20, 21 ) gekoppelt ist und eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine (30, 31) gekoppelte Welle (20, 21) zu einem Abtrieb (3) des Hybridgetriebes (1) führt. 1. Hybrid transmission (1), comprising for opening and closing a torque transmission path between a drive unit coupled or connectable to the hybrid transmission (1) and an output (3) of the hybrid transmission (1), only one double clutch device (10), and also comprising two Shafts (20, 21) which are coupled to the outputs (14, 15) of partial clutches (11, 12) of the double clutch device (10), as well as two electric rotating machines (30, 31), each of the electric rotating machines (30, 31 ) is each coupled to a shaft (20, 21) and each shaft (20, 21) coupled to an electric rotary machine (30, 31) leads to an output (3) of the hybrid transmission (1).
2. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine (30, 31) gekoppelte Welle (20, 21) jeweils zu wenigstens einer Übersetzungsstufe (40, 50, 60) des Hybridgetriebes (1) führt. 2. Hybrid transmission (1) according to claim 1, characterized in that each shaft (20, 21) coupled to an electric rotating machine (30, 31) leads to at least one transmission stage (40, 50, 60) of the hybrid transmission (1) .
3. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplungsvorrichtung (10) zwei Teilkupplungen (11, 12) umfasst, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) des Hybridgetriebe (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) des Hybridgetriebes (1) koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist. 3. Hybrid transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the double clutch device (10) comprises two partial clutches (11, 12) which are arranged on a common axis of rotation (16), wherein a rotor of a first electric rotary machine (30 ) of the hybrid transmission (1) is arranged axially parallel to the common axis of rotation (16) and a rotor of a second electric rotary machine (31) of the hybrid transmission (1) is arranged coaxially to the common axis of rotation (16).
4. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer ersten Welle (20) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist. 4. Hybrid transmission (1) according to claim 3, characterized in that the rotor of the first electric rotary machine (30) is coupled to a first shaft (20) of the hybrid transmission (1) via at least one transmission stage (70).
5. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) mit einem Ausgang (15) einer zweiten Teilkupplung (12) drehtest verbunden ist. 5. Hybrid transmission (1) according to one of claims 3 and 4, characterized in that the rotor of the second electric rotary machine (31) is connected to an output (15) of a second partial clutch (12) in a rotationally test.
6. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplungsvorrichtung (10) zwei Teilkupplungen (11, 12) umfasst, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) des Hybridgetriebe (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) des Hybridgetriebes (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist. 6. Hybrid transmission (1) according to one of claims 1 and 2, characterized in that the double clutch device (10) comprises two partial clutches (11, 12) which are arranged on a common axis of rotation (16), wherein a rotor of a first electric rotary machine (30) of the hybrid transmission (1) is arranged axially parallel to the common axis of rotation (16) and a rotor of a second electric rotary machine (31) of the hybrid transmission (1) is arranged axially parallel to the common axis of rotation (16).
7. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer ersten Welle (20) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist. 7. Hybrid transmission (1) according to claim 6, characterized in that the rotor of the first electric rotary machine (30) is coupled to a first shaft (20) of the hybrid transmission (1) via at least one transmission stage (70).
8. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer zweiten Welle (21) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist. 8. Hybrid transmission (1) according to one of claims 6 and 7, characterized in that the rotor of the second electric rotary machine (31) is coupled via at least one transmission stage (70) to a second shaft (21) of the hybrid transmission (1).
9. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Welle (20) zwei Zahnräder (41 , 61) für zwei Übersetzungsstufen (40, 60) angeordnet sind, von denen jeweils eines mit einem Zahnrad (42, 62) auf einer achsparallelen dritten Welle (22) des Hybridgetriebes (1) in Eingriff bringbar ist, zur Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen (40, 60) zwischen der zweiten Welle (21) und der dritten Welle (22). 9. Hybrid transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that two gears (41, 61) for two transmission stages (40, 60) are arranged on the first shaft (20), one of which with a gear (42 , 62) can be brought into engagement on an axially parallel third shaft (22) of the hybrid transmission (1) to form two transmission stages (40, 60) between the second shaft (21) and the third shaft (22).
10. Hybrid-Antriebsanordnung (4), umfassend ein Hybridgetriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Verbrennungskraftmaschine (90), deren Abtrieb mechanisch mit einer Anschlusseinrichtung (91) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist, die mit der Doppelkupplungsvorrichtung (10) drehfest verbunden ist. 10. Hybrid drive arrangement (4), comprising a hybrid transmission (1) according to one of claims 1 to 9 and an internal combustion engine (90), the output of which is mechanically coupled to a connection device (91) of the hybrid transmission (1) which is connected to the double clutch device (10) is rotatably connected.
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