WO2021089166A1 - Hybrid drive assembly, power train assembly, and method for controlling same - Google Patents

Hybrid drive assembly, power train assembly, and method for controlling same Download PDF

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WO2021089166A1
WO2021089166A1 PCT/EP2019/080611 EP2019080611W WO2021089166A1 WO 2021089166 A1 WO2021089166 A1 WO 2021089166A1 EP 2019080611 W EP2019080611 W EP 2019080611W WO 2021089166 A1 WO2021089166 A1 WO 2021089166A1
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WO
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gear
internal combustion
combustion engine
drive
electrical machine
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PCT/EP2019/080611
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Jan Haupt
Theodor Gassmann
Dirk GÜTH
Maximilian WERKHAUSEN
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Gkn Automotive Limited
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Definitions

  • the invention relates to a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle, a drive train arrangement with several drive axles, one of which can be driven by such a hybrid drive arrangement, and a method for controlling such a drive train arrangement.
  • a drive arrangement with an electric motor and a differential gear for driving a drive axle of a motor vehicle is known from WO 2011 064364 A1.
  • a clutch is arranged in the drive train between the electric motor and the differential gear, which can be controlled by an actuator in order to selectively transmit torque or to interrupt a torque transmission.
  • a sensor is provided for determining several switching positions of the clutch.
  • a drive train arrangement for a motor vehicle is known with a first drive train for driving a first drive axle and a second drive train for driving a second drive axle.
  • the first drive train comprises a first drive unit, an axle differential and two sideshafts.
  • the second drive train includes a second drive unit in the form of an electric machine, an axle differential, a clutch and two sideshafts.
  • the first drive train and the second drive train are mechanically separated from one another.
  • a control unit is provided for controlling the electrical machine and the clutch as a function of the speed of the first drive axle and the second drive axle.
  • the present invention is based on the object of proposing a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle, which can be used in various operating modes and which has a simple and compact structure.
  • the task is also to propose a drive train arrangement with two drive axles, which can be operated with such a hybrid drive arrangement in different operating modes.
  • a method for controlling such a hybrid drive arrangement or drive train arrangement is to be proposed.
  • a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle comprising: an internal combustion engine; an electric machine; a gear arrangement which is rotationally drivable by the internal combustion engine and the electrical machine's rule and has a reduction gear to translate an initiated rotary movement into the slow speed and a differential gear has to divide the initiated rotary movement into two output parts; and a clutch that can be controlled by an actuator and is designed to optionally transmit torque to the drive axle or to interrupt a torque transmission;
  • the reduction gear has an input member that is permanently torsionally rigid with the internal combustion engine and the electrical machine, an output member that is arranged coaxially to a differential carrier of the differential gear and is drive-connected to it without a gear ratio, as well as a maximum of three intermediate members for transmitting torque between the input
  • the gear member and the output member, the transmission ratio (i- tot) between the input member and the differential carrier being fixed, and the internal combustion engine, the electrical machine and the input member of the reduction gear being arranged coaxially to one another.
  • a permanently torsionally rigid connection is understood in particular to mean that the internal combustion engine and the electrical machine are permanently coupled to one another in terms of drive, that is to say cannot be decoupled from one another. Both machines always rotate in a fixed relationship with one another.
  • the transmission ratio from the transmission input element to the transmission output element or the differential carrier connected to it is also fixed. It goes without saying that this relates to a closed clutch state, provided this is arranged in the mentioned power path.
  • the hybrid drive arrangement can be operated in a parallel mode in which both machines jointly drive the drive axle when the clutch is closed.
  • the arrangement - in conjunction with a further electric drive axle - can be operated in a serial mode, with the hybrid drive arrangement generating electrical energy when the clutch is disengaged, which is then used to drive the other drive axle by means of a further electric motor.
  • the arrangement can generate electricity with the clutch disengaged (generator mode) or charge a battery connected to the electrical machine.
  • the internal combustion engine can be started by the electric machine (motor mode).
  • a load point increase also referred to as “boost” is also possible.
  • the internal combustion engine, the electrical specific machine and the input member of the reduction gear can be arranged coaxially to the zueinan. Both machines can be connected via a direct non-rotatable connec tion, for example by means of splines or receptacles, with the transmission input link, or via an indirect non-rotatable connection, for example via a pinion. In the case of the direct non-rotatable connection, the rotational ratio between the two motor shafts is 1: 1.
  • the electric machine and the internal combustion engine can be arranged on the same or opposite sides with respect to the transmission input member.
  • the axis of rotation of the input member and the axis of rotation of the output member can be arranged parallel to one another.
  • the input element of the reduction gear can be a gear shaft to which a drive wheel is connected or can be connected in a rotationally fixed manner.
  • the drive wheel is drive-connected to the output link via a maximum of three intermediate links, with a fixed transmission ratio being provided between the input and output.
  • the transmission ratio between the input member and the output member or the associated differential gear can, for example, be between 3.0 and 4.0.
  • an intermediate member is understood to mean a member which is arranged for torque transmission with a fixed gear ratio in the power path between the input member and the output member, for example a gear, a shaft and / or a traction device, with between the output member and the Differential carrier no further translation is provided.
  • the reduction gear can be designed as a gear transmission.
  • an intermediate shaft with two intermediate gears is provided between the gear shaft and the Differentialge gear, one of which meshes with the drive wheel and the other meshes with a ring gear of the output member.
  • the two intermediate gears and the intermediate shaft form the aforementioned at most three intermediate links.
  • the axis of rotation of the intermediate shaft can run parallel to the axis of rotation of the input member or to the axis of rotation of the output member.
  • the wheels of the reduction gear are designed as spur gears, which can in particular have helical teeth. It goes without saying that the center distances and the number of teeth are based on the installation space conditions and technical specifications and can be adapted accordingly as required.
  • the axes of rotation of the input member, intermediate shaft and output member can be arranged in such a way that the ratio (V) of the center distance between the output member and the intermediate shaft relative to the center distance between the input shaft and the intermediate shaft is between 1.4 and 1.7.
  • the first gear ratio (H) of the first gear pair can be between 1, 0 and 1, 2, and the second gear ratio (i2) of the second gear pair between 3 and 3.3, so that a total of a gear ratio between the transmission input member and Differential carrier of about 3 to 4 results.
  • the reduction gear can also be designed as a traction mechanism drive with a toothed belt or a chain as traction mechanism instead of a gear mechanism. In this case, only an intermediate member would be provided between an input member and output member or differential carrier, namely the traction means.
  • the machines can be designed as follows with regard to the power: the internal combustion engine can have a maximum power of less than 80 kW; the electrical machine can have a maximum power of less than 60 kW, in particular of less than 50 kW; and / or the maximum power of the internal combustion engine can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed of the electrical machine.
  • the speeds of the machines can be designed as follows, for example: the internal combustion engine can have a maximum speed of less than 5500 revolutions per minute; the electric machine can have a maximum speed of less than 6500 revolutions per minute; and / or the maximum speed of the electrical machine can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed of the internal combustion engine.
  • the electric machine can have a motor shaft in the form of a hollow shaft which is directly connected in a rotationally fixed manner to an end section of the transmission shaft. Furthermore, the electrical machine can have a flywheel for storing kinetic energy, the flywheel being connected to the motor shaft in a rotationally fixed manner.
  • the coupling is preferably designed as a form-fit coupling that is simple and compact, with a friction coupling also being possible in principle. According to one possible embodiment, the coupling is effectively arranged between the output member of the reduction gear and the differential carrier. When the clutch is closed, torque is transmitted from the output member to the differential carrier, and when the clutch is open, the torque transmission is interrupted so that the two machines are decoupled from the vehicle axle. It goes without saying that the clutch can also be arranged elsewhere in the power path between the transmission input member and the drive axle, for example between the input shaft and the intermediate shaft, or on the intermediate shaft or between one of the side shaft gears of the differential and an associated side shaft.
  • the output member of the reduction gear can be firmly connected to a differential housing which is rotatably mounted in a stationary housing.
  • the differential carrier can be arranged coaxially in the differential housing and be rotatably mounted relative to this.
  • the differential gear has in particular a first differential output part for driving a first side shaft and a second differential output part for driving a second side shaft, the two output parts having a balancing effect with one another.
  • a drive train arrangement for a motor vehicle comprising: a primary drive axle which can be driven in rotation by a primary electrical machine as a primary drive; a secondary to drive axle with a hybrid drive arrangement, which is designed according to one or more of the above-mentioned embodiments; and wherein the primary drive axle and the secondary drive axle are mechanically separated from one another; a storage arrangement for storing electrical energy, the storage arrangement being electrically connected to the primary electrical machine and to the electrical machine of the hybrid drive arrangement; and a control unit (ECU) for controlling the primary electric machine and the hybrid drive arrangement.
  • the drive train arrangement accordingly has the same advantages as the hybrid drive arrangement, so that reference is made to the above description for abbreviated form.
  • the electric machine converts energy and can work as a motor or generator.
  • the electrical machine converts electrical energy into mechanical energy so that the drive axle of the motor vehicle or the internal combustion engine can be driven.
  • generator mode the electrical machine converts mechanical energy into electrical energy, which can then be stored in the battery.
  • the maximum power of the primary electric machine can be greater than the maximum power of at least one of the machines of the hybrid drive arrangement, but without being restricted to this.
  • a method according to the invention for controlling a said drive train arrangement can comprise the following steps: opening the clutch; Operating the electrical machine's hybrid drive arrangement in generator mode, the internal combustion engine driving the electrical machine when the clutch is open, so that the electrical machine converts the mechanical energy introduced by the internal combustion engine into electrical energy; and storing the generated electrical energy in the storage arrangement or supplying the generated electrical energy to the first drive unit.
  • the battery can be charged by means of the internal combustion engine, which is why this mode can also be referred to as charging mode (“Charge mode”).
  • the battery can be charged when the vehicle is at a standstill.
  • the additional electrical energy consequently extends the range (“rlinde extender”) for a purely electric journey.
  • the electrical energy can be used at a later point in time for an emission-free journey using the primary electric drive with the internal combustion engine switched off (“serial mode”) or for a short-term increase in output using the hybrid drive (“boost”). Both electrical machines can consequently access the electrical storage arrangement as required.
  • the main drive is formed by the powerful electric drive that drives the primary drive axle. According to a further procedure, which is carried out with the clutch disengaged, the electric machine can briefly drive the internal combustion engine in motor mode in order to start it from standstill (“ICE start”).
  • the clutch can be closed, the electrical machine and the internal combustion engine can be switched off, and the electrical machine of the hybrid drive arrangement can be operated in motor mode in order to convert electrical energy from the storage arrangement into mechanical energy.
  • the electric machine and the internal combustion engine jointly drive the transmission input member or the associated drive axle.
  • the drive of the secondary drive axle by means of the hybrid drive arrangement can take place parallel to the drive of the primary drive axle by means of the primary electric motor. In this respect, this mode is also referred to as the parallel operating mode.
  • the clutch can be closed, the two electrical machines can be switched off, and the second drive axle can only be driven by the internal combustion engine.
  • FIG. 1 a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle in longitudinal section according to section line l-l from FIG. 2,
  • FIG. 2 shows the hybrid drive arrangement from FIG. 1 in an axial view
  • FIG. 3 shows a drive train arrangement of a motor vehicle with a hybrid drive arrangement according to FIGS. 1 and 2, schematically.
  • Figures 1 and 2 which are described jointly below, show a hybrid drive arrangement 2 for a drive axle of a motor vehicle.
  • the vehicle can have a primary drive axle, which is driven by a primary electrical machine, and a secondary drive axle, which can be equipped with the hybrid drive arrangement 2.
  • the hybrid drive arrangement 2 has an internal combustion engine 3, an electrical machine 4 and a transmission arrangement 5.
  • the two machines 3, 4 can for example be designed so that the internal combustion engine 3 has a maximum power of less than 80 kW and / or a maximum speed of less than 5500 revolutions per minute.
  • the electrical machine 4 can have a maximum power of less than 60 kW, in particular less than 50 kW, and a maximum speed of less than 6500 revolutions per minute.
  • the maximum power P3 of the internal combustion engine 3 can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times, the maximum power P4 of the electrical machine.
  • the maximum speed n4 of the electrical machine 4 can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed n3 of the internal combustion engine 3.
  • the gear arrangement 5 comprises a reduction gear 6 which is designed to slow down a rotational movement initiated by the machines 3, 4, as well as a differential gear 7 downstream in the power path, which is designed out, a rotational movement initiated by the reduction gear to two output parts 33, 34 split.
  • a clutch 8 which can be controlled by an actuator 9 and is designed to selectively transmit torque to the drive axle or to interrupt a torque transmission.
  • the reduction gear 6 has an input member 11 that is permanently torsionally rigidly connected to both the internal combustion engine 3 and the electrical machine 4, an output member 12 which is coaxial with the differential gear 7 and is drive-connected to it, and several intermediate members 13 for torque transmission between the input member 11 and the output member 12.
  • the total transmission ratio (iges) between the input member 11 and the output member 12, or with the differential carrier 14 connected herewith via the clutch 8, is fixed and can, for example, be between 3.0 and 4.0, without being restricted to this.
  • the internal combustion engine 3, of which only the motor shaft 15 is shown in the present case, the electrical machine 4 and the input element 11 of the reduction gear are arranged coaxially to one another, without being restricted thereto.
  • the input member 11 is designed in the form of an input shaft, which can also be referred to as a gear shaft.
  • the input shaft 11 is rotatably supported around a first axis of rotation A11 by means of bearing means 16, 17 in a stationary housing 18.
  • the motor shaft 15 of the internal combustion engine 3 and the motor shaft 19 of the electrical machine 4 are in a permanent, torsionally rigid connection with the input shaft 11.
  • the motor shafts 15, 19 are non-rotatably connected to the input shaft 11 at opposite end sections 21, 22, in particular by means of shaft teeth (splines).
  • at least the motor shaft 19 of the electrical machine 4 is designed in the form of a hollow shaft which is plugged directly onto the end section 22 of the transmission shaft 11 in a rotationally fixed manner.
  • the motor shafts 15, 19 can also be connected to the input shaft 11 with a fixed rotational ratio via an interposed link.
  • the electrical machine 4 can optionally have a turret encoder wheel 10 for detecting the rotational position, which can be connected in a rotationally fixed manner to the other end of the motor shaft 19.
  • the reduction gear 5 is designed as a wheel gear, other gear forms, such as a belt drive, also being possible.
  • the reduction gear 5 comprises, in addition to the transmission input shaft 11 with the drive gear 23 connected here, an intermediate shaft 24 with a first intermediate gear 25 that engages with the drive gear 23 and a second intermediate gear 26 that engages with the output gear 12.
  • the two intermediate gears 25, 26 are connected to the intermediate shaft 24 in a rotationally fixed manner.
  • the connection can be realized by a positive connection, for example by means of a spline connection, or a material connection such as a welded connection.
  • the intermediate shaft 24 is rotatably mounted in the housing 18 by means of bearing means 27, 28 about the axis of rotation A24, which runs parallel to the axis of rotation A11 of the input shaft 11 and to the axis of rotation A7 of the differential gear 7.
  • the wheels 23, 25; 26, 12 of the reduction gear 5 can be designed as spur gears with helical teeth.
  • the output member 12 may include a ring gear 20 that meshes with the intermediate gear 26.
  • the gear ratio (i1) of the first gear pair 23, 25 can be between 1 and 1, 2, and the second gear ratio (i2) of the second gear pair 26, 12 can be between 3 and 3.3. Overall, this results in a transmission ratio between transmission input member 11 and differential carrier 14 of about 3 to 4.
  • a first center distance B1 is formed between the axis of rotation A11 of the input shaft 11 and the axis of rotation A24 of the intermediate shaft 24.
  • a second center distance B2 is formed between the axes of rotation A24, A12 of the intermediate shaft 24 and the ring gear 20.
  • the distance ratio V of the second center distance B2 relative to the first center distance B1 can, for example, be between 1, 4 and 1, 7 (1, 4 ⁇ B2 / B1 ⁇ 1 .7).
  • the ring gear 20 is fixedly connected to a differential housing 27 which is mounted by means of La germstoff 28, 29 in the housing 18 rotatably about the axis of rotation A7.
  • the connection between ring gear 20 and differential housing 27 is presently a welded connection, other connecting means such as screw connections are also possible, please include.
  • the differential housing 27 may comprise two housing parts which each have a flange portion in the loading area of their openings, with which they are inserted into a corresponding receptacle of the ring gear 20 and connected to it.
  • a differential carrier 14 is rotatably mounted about the axis of rotation A7, which divides the initiated rotational movement between a first differential output part 33 for driving a first side shaft and a second differential output part 34 for driving a second side shaft.
  • a pin 30 can be received in the differential carrier 14, on which two differential gears 32 are rotatably mounted about a pin axis.
  • the differential gears 32 are in meshing engagement with the first and second differential output parts 33, 34, which are arranged coaxially with the axis of rotation A7.
  • the two differential output parts 33, 34 are designed in the form of sideshaft gears and can have a shaft toothing for a non-rotatable connection with an associated sideshaft (not shown here).
  • the two sideshaft gears 33, 34 can be axially supported with respect to the differential housing 27 via friction-reducing sliding disks.
  • the clutch 8 is designed as a form-fitting clutch, in particular as a toothed clutch, with other forms of clutches also being conceivable, for example a friction clutch.
  • the clutch 8 comprises a first clutch part 36, which is firmly connected to the differential carrier 14 and, in particular, is designed in one piece, as well as a second clutch part 37 which is axially movable with respect to the first clutch part 36 and connected to the differential housing 27 in a rotationally fixed manner.
  • the second coupling part 37 can be engaged to transmit a torque in the first coupling part 36, whereby a positive connection between the two coupling parts is created.
  • the torque transmission can be interrupted again by disengaging the second coupling part 37 again.
  • the first coupling part 36 has a toothed ring as a form-fit means, which is integrally formed on one end face of the Differentialträ gers 14.
  • the second coupling part 37 has an opposing toothed ring which is arranged inside the differential housing 27.
  • the second coupling part 37 has a plurality of axially distributed over the circumference to sets 38 which pass through corresponding through openings of the differential housing 27.
  • the actuator 9 comprises an electromagnet 39 and a magnetic piston 40.
  • the electromagnet 39 When the electromagnet 39 is energized, the magnetic piston 40 is acted upon in the direction of the coupling 8, so that it is closed.
  • a sensor disk 35 is attached to the second coupling part 37 and interacts with a sensor (not shown) so that the switching position of the coupling 8 can be identified. Between the differential housing 27 and the sensor disc 35 is a return spring is arranged. If the electromagnet 39 is switched off, the second clutch part 37 is moved into its starting position, so that the clutch 8 is opened again.
  • the differential housing 27 has a first sleeve extension 42 and a second Homme senansatz 43, which are rotatably mounted on the bearings 26, 27 in the transmission housing 7.
  • Side shafts can be inserted through the sleeve lugs 42, 43 and connected at their inner ends to an associated side shaft gear 33, 34.
  • FIG. 2 shows a drive train arrangement 44 according to the invention with a hybrid drive arrangement 2 according to the invention according to FIG. 1 in a schematic representation.
  • the drive train arrangement 44 comprises a first drive train 45 with a first drive axle 46 and a second drive train 47 with a second drive axle 48.
  • the first drive train 45 can be driven by a first drive unit 49, which comprises an electrical machine 51 with a downstream gear arrangement 50, with which the engine torque is converted into a drive torque or the engine speed is converted into a drive speed.
  • the second drive train 47 can be driven by the hybrid drive arrangement 2, which can be designed structurally according to FIG.
  • a storage arrangement 52 for storing electrical energy is provided, which is electrically connected both to the first electrical machine 51 and to the electrical machine 3 of the hybrid drive arrangement 2, as well as a control unit 53 for controlling the first drive unit 49 and second An drive unit 3, 4.
  • first drive axle 46 forms the rear axle and the second drive axle 48 forms the front axle of the motor vehicle, a reverse arrangement also being possible.
  • the two drive trains 45, 47 are mechanically separated from one another, that is, no power transmission between the two drive trains is possible.
  • the first drive unit 49 is used for the sole mechanical drive of the first drive axle 46, while the hybrid drive arrangement 2 is used for the sole mechanical drive of the second drive axle 6. It is provided that the first drive unit 49 for the first drive axle is more powerful than at least one or both of the drive units 3, 4 of the hybrid drive arrangement 2 Drive axle be characterized, while the second drive unit 3, 4 or second drive axle 48 can be referred to as a secondary drive unit or drive axle.
  • the electric machine 51 of the primary drive unit 49 can have a maximum power of over 60 kW, in particular over 70 kW, while the electric machine 4 of the hybrid drive arrangement 2 can have a maximum power of less than 60 kW, in particular less than 50 kW.
  • the gear arrangement 50 of the primary drive axle 46 comprises a reduction gear 54 for translating the rotational movement introduced by the electric motor 51 into slow speed as well as a downstream differential gear 55. From the differential gear 55, the introduced torque is divided between the two side shaft gears 56, 57 and the drives connected to it Side shafts 58, 59 transmitted. At the ends of the side shafts 58, 59 there are constant velocity joints which enable torque to be transmitted to the vehicle wheels 60, 61 with angular movements.
  • the secondary drive axle 48 is constructed similarly. From the differential gear 7, the torque introduced when the clutch 8 is engaged is transmitted to the two shaft wheels 33, 34. Corresponding output shafts 62, 63 for torque transmission are inserted in a rotationally fixed manner into the shaft teeth of the sideshaft gears. The output shafts 62, 63 are connected via associated side shafts 64, 65 with constant velocity joints for torque transmission to the wheels 66, 67 of the secondary drive axle 48.
  • the drive train arrangement 44 with the primary electric drive 49 and the secondary hybrid drive 2 advantageously allows several operating modes.
  • the hybrid drive arrangement 2 can be operated in a parallel mode in which both machines 3, 4 together with the secondary Drive drive axle 48.
  • the drive arrangements 2, 49 can be operated in a serial mode, with the hybrid drive arrangement 2 generating electrical energy when the clutch 8 is open, which is then used to drive the primary drive axle 46 by means of the primary electric motor 49.
  • the hybrid drive arrangement 2 can generate electrical energy when the clutch 8 is disengaged (generator mode) or charge the storage means 52.
  • the internal combustion engine 3 can be started by the electrical machine 4 (motor mode).
  • a load point increase is possible in which the internal combustion engine 3 is operated with the aid of the electrical machine 4 in a power range with a higher degree of efficiency.
  • the hybrid drive arrangement 2 in which the internal combustion engine 3 and electrical machine 4 act on a common transmission input shaft 11, offers high performance with a compact and simple structure at the same time.
  • the operating options described above result.

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Abstract

The invention relates to a hybrid drive assembly for a drive axle of a motor vehicle, comprising: an internal combustion engine (3); an electric machine (4); a transmission assembly (5) with a reduction gear (6) and a differential gear (7); and a clutch (8) which can be controlled by an actuator (9); wherein the reduction gear (6) has an input element (11) which is permanently rotationally fixed to the internal combustion engine (3) and the electric machine (4) and is arranged coaxially to same, an output element (12) which is coaxial to the differential carrier (14) of the differential gear (7) and is drivingly connected the same, and maximally three intermediate elements (24, 25, 26) for transmitting a torque between the input element (11) and the output element (12), and the transmission ratio (iges) between the input element (1) and the differential support (14) is fixed. The invention additionally relates to a drive assembly comprising such a hybrid drive assembly and to a corresponding control method.

Description

Hybridantriebsanordnung, Antriebsstranganordnung und Verfahren zum Steuern einer solchen Hybrid drive arrangement, drive train arrangement and method for controlling such
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft Hybridantriebsanordnung für eine Antriebsachse eines Kraftfahr zeugs, eine Antriebsstranganordnung mit mehreren Antriebsachsen, von denen eine von einer solchen Hybridantriebsanordnung antreibbar ist, sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen Antriebsstranganordnung. The invention relates to a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle, a drive train arrangement with several drive axles, one of which can be driven by such a hybrid drive arrangement, and a method for controlling such a drive train arrangement.
Aus der US 2008/0223635 A1 ist ein Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor bekannt. Der Elektromotor ist zwischen dem Übersetzungsge- triebe und einem der beiden angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs angeordnet, und zwar in paralleler Ausrichtung zum Verbrennungsmotor und in koaxialer Ausrichtung zum Differentialgetriebe. Der Elektromotor ist über eine Getriebestufe mit dem Diffe rentialkorb des Differentialgetriebes verbunden. Hierfür ist eine Vorgelegewelle vorge sehen, die über ein erstes Zahnrad mit dem Elektromotor antriebsverbunden ist. Ein zweites Zahnrad der Vorgelegewelle kämmt mit einem Ringrad, das mit dem Differen tialkorb fest verbunden ist. A hybrid drive with an internal combustion engine and an electric motor is known from US 2008/0223635 A1. The electric motor is arranged between the transmission gear and one of the two driven wheels of the motor vehicle, specifically in a parallel alignment to the internal combustion engine and in a coaxial alignment to the differential gear. The electric motor is connected to the differential cage of the differential gear via a gear stage. For this purpose, a countershaft is provided, which is drive-connected to the electric motor via a first gear. A second gear of the countershaft meshes with a ring gear that is firmly connected to the differential basket.
Aus der WO 2011 064364 A1 ist eine Antriebsanordnung mit einem Elektromotor und einem Differentialgetriebe zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs bekannt. Eine Kupplung ist im Antriebsstrang zwischen Elektromotor und Differential getriebe angeordnet, die von einem Aktuator steuerbar ist, um wahlweise Drehmoment zu übertragen oder eine Drehmomentübertragung zu unterbrechen. Ein Sensor ist zum Ermitteln mehrerer Schaltstellungen der Schaltkupplung vorgesehen. Aus der DE 10 2015 118 759 A1 ist eine Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahr zeug bekannt mit einem ersten Antriebsstrang zum Antreiben einer ersten An triebsachse und einem zweiten Antriebsstrang zum Antreiben einer zweiten An triebsachse. Der erste Antriebsstrang umfasst eine erste Antriebseinheit, ein Achsdif- ferential und zwei Seitenwellen. Der zweite Antriebsstrang umfasst eine zweite An triebseinheit in Form einer elektrischen Maschine, ein Achsdifferential, eine Kupplung und zwei Seitenwellen. Der erste Antriebsstrang und der zweite Antriebsstrang sind mechanisch voneinander getrennt. Es ist eine Steuereinheit zum Steuern der elektri schen Maschine und der Kupplung in Abhängigkeit von der Drehzahl der ersten An- triebsachse und der zweiten Antriebsachse vorgesehen. A drive arrangement with an electric motor and a differential gear for driving a drive axle of a motor vehicle is known from WO 2011 064364 A1. A clutch is arranged in the drive train between the electric motor and the differential gear, which can be controlled by an actuator in order to selectively transmit torque or to interrupt a torque transmission. A sensor is provided for determining several switching positions of the clutch. From DE 10 2015 118 759 A1 a drive train arrangement for a motor vehicle is known with a first drive train for driving a first drive axle and a second drive train for driving a second drive axle. The first drive train comprises a first drive unit, an axle differential and two sideshafts. The second drive train includes a second drive unit in the form of an electric machine, an axle differential, a clutch and two sideshafts. The first drive train and the second drive train are mechanically separated from one another. A control unit is provided for controlling the electrical machine and the clutch as a function of the speed of the first drive axle and the second drive axle.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hybridantriebsanordnung für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs vorzugschlagen, die in verschiedenen Be triebsmodi verwendbar ist und die einen einfachen und kompakten Aufbau hat. Die Aufgabe liegt weiter darin, eine Antriebsstranganordnung mit zwei Antriebsachsen vor zuschlagen, die mit einer solchen Hybridantriebsanordnung in verschiedenen Be triebsmodi betrieben werden kann. Ferner soll ein Verfahren zur Steuerung einer sol chen Hybridantriebsanordnung beziehungsweise Antriebstranganordnung vorge schlagen werden. The present invention is based on the object of proposing a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle, which can be used in various operating modes and which has a simple and compact structure. The task is also to propose a drive train arrangement with two drive axles, which can be operated with such a hybrid drive arrangement in different operating modes. Furthermore, a method for controlling such a hybrid drive arrangement or drive train arrangement is to be proposed.
Als eine Lösung wird eine Hybridantriebsanordnung für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend: eine Brennkraftmaschine; eine elektrische Maschine; eine Getriebeanordnung, die von der Brennkraftmaschine und der elektri schen Maschine drehend antreibbar ist und ein Untersetzungsgetriebe aufweist, um eine eingeleitete Drehbewegung ins Langsame zu übersetzen und ein Differentialge triebe aufweist, um die eingeleitete Drehbewegung auf zwei Ausgangsteile aufzuteilen; und eine Kupplung, die von einem Aktuator steuerbar ist und ausgestaltet ist, um wahl weise Drehmoment auf die Antriebsachse zu übertragen oder eine Drehmomentüber tragung zu unterbrechen; wobei das Untersetzungsgetriebe ein Eingangsglied, das mit der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine permanent drehstarr verbun den ist, ein Ausgangsglied, das koaxial zu einem Differentialträger des Differentialge triebes angeordnet und mit diesem übersetzungslos antriebsverbunden ist, sowie höchstens drei Zwischenglieder zur Drehmomentübertragung zwischen dem Ein- gangsglied und dem Ausgangsglied aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis (i- ges) zwischen dem Eingangsglied und dem Differentialträger fest ist, und wobei die Brennkraftmaschine, die elektrische Maschine und das Eingangsglied des Unterset zungsgetriebes koaxial zueinander angeordnet sind. A hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle is proposed as one solution, comprising: an internal combustion engine; an electric machine; a gear arrangement which is rotationally drivable by the internal combustion engine and the electrical machine's rule and has a reduction gear to translate an initiated rotary movement into the slow speed and a differential gear has to divide the initiated rotary movement into two output parts; and a clutch that can be controlled by an actuator and is designed to optionally transmit torque to the drive axle or to interrupt a torque transmission; The reduction gear has an input member that is permanently torsionally rigid with the internal combustion engine and the electrical machine, an output member that is arranged coaxially to a differential carrier of the differential gear and is drive-connected to it without a gear ratio, as well as a maximum of three intermediate members for transmitting torque between the input The gear member and the output member, the transmission ratio (i- tot) between the input member and the differential carrier being fixed, and the internal combustion engine, the electrical machine and the input member of the reduction gear being arranged coaxially to one another.
Ein Vorteil der Hybridantriebsanordnung ist, dass diese durch die drehstarre Verbin dung zwischen Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine sowie die begrenzte Anzahl von Getriebegliedern des Untersetzungsgetriebes einen einfachen und kom pakten Aufbau hat. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird als permanent drehstarre Verbindung insbesondere verstanden, dass die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine dauerhaft miteinander antriebsmäßig gekoppelt sind, das heißt nicht voneinander entkoppelbar sind. Beide Maschinen drehen stets in einem festen Verhältnis miteinander. Auch das Übersetzungsverhältnis vom Getriebeein gangsglied zum Getriebeausgangsglied beziehungsweise dem damit antriebsverbun- denen Differentialträger ist fest. Es versteht sich, dass sich dies auf einen geschlosse nen Kupplungszustand bezieht, sofern diese im genannten Leistungspfad angeordnet ist. So drehen die Motorwellen der elektrischen Maschine und der Brennkraftmaschine sowie der Differentialträger, bei geschlossener Kupplung, stets in einem festen Dreh zahlverhältnis miteinander. One advantage of the hybrid drive arrangement is that it has a simple and compact structure due to the torsionally rigid connec tion between the internal combustion engine and the electric machine and the limited number of gear members of the reduction gear. In the context of the present disclosure, a permanently torsionally rigid connection is understood in particular to mean that the internal combustion engine and the electrical machine are permanently coupled to one another in terms of drive, that is to say cannot be decoupled from one another. Both machines always rotate in a fixed relationship with one another. The transmission ratio from the transmission input element to the transmission output element or the differential carrier connected to it is also fixed. It goes without saying that this relates to a closed clutch state, provided this is arranged in the mentioned power path. The motor shafts of the electrical machine and the internal combustion engine as well as the differential carrier, when the clutch is engaged, always rotate in a fixed speed ratio with one another.
Im Zusammenspiel mit der im Antriebsstrang angeordneten Kupplung ergeben sich in vorteilhafter Weise verschiedene Funktionen der Hybridantriebsanordnung. Beispiels weise kann die Hybridantriebsanordnung in einem parallelen Modus betrieben werden, in dem beide Maschinen bei geschlossener Kupplung gemeinsam die Antriebsachse antreiben. Ferner kann die Anordnung - in Verbindung mit einer weiteren elektrischen Antriebsachse - in einem seriellen Modus betrieben werden, wobei die Hybridan triebsanordnung bei geöffneter Kupplung elektrische Energie erzeugt, welche dann zum Antreiben der anderen Antriebsachse mittels eines weiteren Elektromotors ver wendet wird. Auch bei stillstehendem Fahrzeug kann die Anordnung bei geöffneter Kupplung Strom erzeugen (Generatormodus), beziehungsweise eine mit der elektri schen Maschine verbundene Batterie laden. Umgekehrt kann die Brennkraftmaschine von der elektrischen Maschine gestartet werden (Motormodus). Ferner ist eine Last punktanhebung (auch als „Boost“ bezeichnet) möglich. Nach einer möglichen Ausführungsform können die Brennkraftmaschine, die elektri sche Maschine und das Eingangsglied des Untersetzungsgetriebes koaxial zueinan der angeordnet sein. Beide Maschinen können über eine direkte drehfeste Verbin dung, beispielsweise mittels Steckverzahnung oder Steckhülse, mit dem Getriebeein gangsglied verbunden sein, oder über eine indirekte drehfeste Verbindung, beispiels weise über ein Ritzel. Im Falle der direkten drehfesten Verbindung ist das Drehverhält nis zwischen den beiden Motorwellen 1 : 1. Die elektrische Maschine und die Brenn kraftmaschine können in Bezug auf das Getriebeeingangsglied auf derselben oder ent gegengesetzten Seiten angeordnet sein. In interaction with the clutch arranged in the drive train, various functions of the hybrid drive arrangement result in an advantageous manner. For example, the hybrid drive arrangement can be operated in a parallel mode in which both machines jointly drive the drive axle when the clutch is closed. Furthermore, the arrangement - in conjunction with a further electric drive axle - can be operated in a serial mode, with the hybrid drive arrangement generating electrical energy when the clutch is disengaged, which is then used to drive the other drive axle by means of a further electric motor. Even when the vehicle is stationary, the arrangement can generate electricity with the clutch disengaged (generator mode) or charge a battery connected to the electrical machine. Conversely, the internal combustion engine can be started by the electric machine (motor mode). A load point increase (also referred to as “boost”) is also possible. According to one possible embodiment, the internal combustion engine, the electrical specific machine and the input member of the reduction gear can be arranged coaxially to the zueinan. Both machines can be connected via a direct non-rotatable connec tion, for example by means of splines or receptacles, with the transmission input link, or via an indirect non-rotatable connection, for example via a pinion. In the case of the direct non-rotatable connection, the rotational ratio between the two motor shafts is 1: 1. The electric machine and the internal combustion engine can be arranged on the same or opposite sides with respect to the transmission input member.
Nach einer Ausführungsform können die Drehachse des Eingangsglieds und die Dreh achse des Ausgangsglieds parallel zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann das Eingangsglied des Untersetzungsgetriebes eine Getriebewelle sein, mit der ein Antriebsrad drehfest verbunden oder verbindbar ist. Das Antriebsrad ist mit dem Aus gangsglied über die höchstens drei Zwischenglieder antriebsverbunden, wobei ein fes tes Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang vorgesehen ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangsglied und dem Ausgangsglied bezie hungsweise dem damit verbundenen Differentialgetriebe kann beispielsweise zwi schen 3,0 und 4,0 liegen. Als Zwischenglied wird im Rahmen der vorliegenden Offen barung ein Glied verstanden, das zur Drehmomentübertragung mit festem Überset zungsverhältnis im Leistungspfad zwischen dem Eingangsglied und dem Ausgangs glied angeordnet ist, beispielsweise ein Zahnrad, eine Welle und/oder ein Zugmittel, wobei zwischen dem Ausgangsglied und dem Differentialträger keine weitere Überset zung mehr vorgesehen ist. According to one embodiment, the axis of rotation of the input member and the axis of rotation of the output member can be arranged parallel to one another. In particular, the input element of the reduction gear can be a gear shaft to which a drive wheel is connected or can be connected in a rotationally fixed manner. The drive wheel is drive-connected to the output link via a maximum of three intermediate links, with a fixed transmission ratio being provided between the input and output. The transmission ratio between the input member and the output member or the associated differential gear can, for example, be between 3.0 and 4.0. In the context of the present disclosure, an intermediate member is understood to mean a member which is arranged for torque transmission with a fixed gear ratio in the power path between the input member and the output member, for example a gear, a shaft and / or a traction device, with between the output member and the Differential carrier no further translation is provided.
Nach einer möglichen Konkretisierung kann das Untersetzungsgetriebe als Räderge triebe gestaltet sein. Hierfür ist zwischen der Getriebewelle und dem Differentialge triebe eine Zwischenwelle mit zwei Zwischenrädern vorgesehen, von denen eines mit dem Antriebsrad kämmt und das andere mit einem Ringrad des Ausgangslieds kämmt. Dabei bilden die beiden Zwischenräder und die Zwischenwelle die genannten höchs tens drei Zwischenglieder. Die Drehachse der Zwischenwelle kann parallel zur Dreh achse des Eingangsglieds beziehungsweise zur Drehachse des Ausgangsglieds ver laufen. In diesem Fall sind die Räder des Untersetzungsgetriebes als Stirnräder ge staltet, die insbesondere eine Schrägverzahnung aufweisen können. Es versteht sich, dass die Achsabstände und die Zähnezahlen sich nach den Bauraumverhältnissen und technischen Vorgaben richten und entsprechend bedarfsweise angepasst werden können. Beispielsweise können die Drehachsen von Eingangsglied, Zwischenwelle und Ausgangsglied so angeordnet sein, dass das Verhältnis (V) des zwischen Aus gangsglied und Zwischenwelle gebildeten Achsabstandes relativ zum zwischen Ein gangswelle und Zwischenwelle gebildeten Achsabstand zwischen 1 ,4 und 1 ,7 beträgt. Ferner kann das erste Übersetzungsverhältnis (H ) der ersten Zahnradpaarung zwi schen 1 ,0 und 1 ,2 liegen, und das zweite Übersetzungsverhältnis (i2) der zweiten Zahnradpaarung zwischen 3 und 3,3 liegen, so dass sich insgesamt ein Übersetzungs verhältnis zwischen Getriebeeingangsglied und Differentialträger von etwa 3 bis 4 ergibt. Es versteht sich jedoch, dass das Untersetzungsgetriebe anstelle eines Räder getriebes auch als Zugmitteltrieb mit einem Zahnriemen oder einer Kette als Zugmittel gestaltet sein kann. In diesem Fall wäre lediglich ein Zwischenglied zwischen Ein gangsglied und Ausgangsglied beziehungsweise Differentialträger vorgesehen, näm lich das Zugmittel. According to a possible specification, the reduction gear can be designed as a gear transmission. For this purpose, an intermediate shaft with two intermediate gears is provided between the gear shaft and the Differentialge gear, one of which meshes with the drive wheel and the other meshes with a ring gear of the output member. The two intermediate gears and the intermediate shaft form the aforementioned at most three intermediate links. The axis of rotation of the intermediate shaft can run parallel to the axis of rotation of the input member or to the axis of rotation of the output member. In this case, the wheels of the reduction gear are designed as spur gears, which can in particular have helical teeth. It goes without saying that the center distances and the number of teeth are based on the installation space conditions and technical specifications and can be adapted accordingly as required. For example, the axes of rotation of the input member, intermediate shaft and output member can be arranged in such a way that the ratio (V) of the center distance between the output member and the intermediate shaft relative to the center distance between the input shaft and the intermediate shaft is between 1.4 and 1.7. Furthermore, the first gear ratio (H) of the first gear pair can be between 1, 0 and 1, 2, and the second gear ratio (i2) of the second gear pair between 3 and 3.3, so that a total of a gear ratio between the transmission input member and Differential carrier of about 3 to 4 results. It goes without saying, however, that the reduction gear can also be designed as a traction mechanism drive with a toothed belt or a chain as traction mechanism instead of a gear mechanism. In this case, only an intermediate member would be provided between an input member and output member or differential carrier, namely the traction means.
Nach einer Ausführungsform können die Maschinen hinsichtlich der Leistung folgen dermaßen ausgelegt sein: die Brennkraftmaschine kann eine Maximalleistung von we niger als 80 kW haben; die elektrische Maschine kann eine Maximalleistung von we niger als 60 kW, insbesondere von weniger als 50 kW haben; und/oder die Maximal leistung der Brennkraftmaschine kann kleiner als das 1 ,3-fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der maximalen Drehzahl der elektrischen Maschine sein. According to one embodiment, the machines can be designed as follows with regard to the power: the internal combustion engine can have a maximum power of less than 80 kW; the electrical machine can have a maximum power of less than 60 kW, in particular of less than 50 kW; and / or the maximum power of the internal combustion engine can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed of the electrical machine.
Die Drehzahlen der Maschinen können beispielsweise folgendermaßen ausgelegt sein: die Brennkraftmaschine kann eine maximale Drehzahl von weniger als 5500 Um drehungen pro Minute haben; die elektrische Maschine kann eine maximale Drehzahl von weniger als 6500 Umdrehungen pro Minute haben; und/oder die maximale Dreh zahl der elektrischen Maschine kann kleiner als das 1 ,3-fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine sein. The speeds of the machines can be designed as follows, for example: the internal combustion engine can have a maximum speed of less than 5500 revolutions per minute; the electric machine can have a maximum speed of less than 6500 revolutions per minute; and / or the maximum speed of the electrical machine can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed of the internal combustion engine.
Die elektrische Maschine kann eine Motorwelle in Form einer Hohlwelle aufweisen, die unmittelbar mit einem Endabschnitt der Getriebewelle drehfest verbunden ist. Weiter kann die elektrische Maschine eine Schwungmasse zum Speichern kinetischer Ener gie aufweisen, wobei die Schwungmasse mit der Motorwelle drehfest verbunden ist. Die Kupplung ist vorzugsweise als Formschlusskupplung gestaltet, die einfach und kompakt aufgebaut ist, wobei prinzipiell auch eine Reibungskupplung möglich ist. Nach einer möglichen Ausführungsform ist die Kupplung zwischen dem Ausgangsglied des Untersetzungsgetriebes und dem Differentialträger wirksam angeordnet. In geschlos senem Zustand der Kupplung wird Drehmoment vom Ausgangsglied auf den Differen tialträger übertragen und in geöffnetem Zustand der Kupplung wird die Drehmomen tübertragung unterbrochen, so dass die beiden Maschinen von der Fahrzeugachse abgekoppelt sind. Es versteht sich, dass die Kupplung auch an anderer Stelle im Leis tungspfad zwischen dem Getriebeeingangsglied und der Antriebsachse angeordnet sein kann, beispielsweise zwischen der Eingangswelle und der Zwischenwelle, oder an der Zwischenwelle oder zwischen einem der Seitenwellenräder des Differentials und einer zugehörigen Seitenwelle. The electric machine can have a motor shaft in the form of a hollow shaft which is directly connected in a rotationally fixed manner to an end section of the transmission shaft. Furthermore, the electrical machine can have a flywheel for storing kinetic energy, the flywheel being connected to the motor shaft in a rotationally fixed manner. The coupling is preferably designed as a form-fit coupling that is simple and compact, with a friction coupling also being possible in principle. According to one possible embodiment, the coupling is effectively arranged between the output member of the reduction gear and the differential carrier. When the clutch is closed, torque is transmitted from the output member to the differential carrier, and when the clutch is open, the torque transmission is interrupted so that the two machines are decoupled from the vehicle axle. It goes without saying that the clutch can also be arranged elsewhere in the power path between the transmission input member and the drive axle, for example between the input shaft and the intermediate shaft, or on the intermediate shaft or between one of the side shaft gears of the differential and an associated side shaft.
Nach einer Ausführungsform kann das Ausgangsglied des Untersetzungsgetriebes mit einem Differentialgehäuse fest verbunden sein, das in einem ortsfesten Gehäuse dreh bar gelagert ist. Der Differentialträger kann koaxial in dem Differentialgehäuse ange ordnet und relativ zu diesem drehbar gelagert sein. Das Differentialgetriebe weist ins besondere ein erstes Differential-Ausgangsteil zum Antreiben einer ersten Seitenwelle und ein zweites Differential-Ausgangsteil zum Antreiben einer zweiten Seitenwelle auf, wobei die beiden Ausgangsteile untereinander eine ausgleichende Wirkung haben. According to one embodiment, the output member of the reduction gear can be firmly connected to a differential housing which is rotatably mounted in a stationary housing. The differential carrier can be arranged coaxially in the differential housing and be rotatably mounted relative to this. The differential gear has in particular a first differential output part for driving a first side shaft and a second differential output part for driving a second side shaft, the two output parts having a balancing effect with one another.
Die oben genannte Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine primäre Antriebsachse, die von einer primären elektrischen Maschine als Primärantrieb drehend antreibbar ist; eine sekundäre An triebsachse mit einer Hybridantriebsanordnung, die nach einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen gestaltet ist; und wobei die primäre Antriebsachse und die sekundäre Antriebsachse mechanisch voneinander getrennt sind; eine Speicher anordnung zum Speichern von elektrischer Energie, wobei die Speicheranordnung mit der primären elektrischen Maschine und mit der elektrischen Maschine der Hybridan triebsanordnung elektrisch verbunden ist; und eine Steuereinheit (ECU) zum Steuern der primären elektrischen Maschine und der Hybridantriebsanordnung. Die Antriebsstranganordnung weist entsprechend dieselben Vorteile auf, wie die Hyb ridantriebsanordnung, so dass abkürzend auf obige Beschreibung verwiesen wird. Alle im Zusammenhang mit der Hybridantriebsanordnung beschriebenen Merkmale kön nen in der Antriebsstranganordnung verwirklicht werden. Die elektrische Maschine wandelt Energie um und kann als Motor oder Generator arbeiten. Im Motorbetrieb wan delt die elektrische Maschine elektrische Energie in mechanische Energie um, so dass die Antriebsachse des Kraftfahrzeugs beziehungsweise die Brennkraftmaschine an getrieben werden kann. Im Generatorbetrieb wandelt die elektrische Maschine mecha nische Energie in elektrische Energie um, welche dann in der Batterie gespeichert werden kann. Nach einer möglichen Ausführungsform kann die Maximalleistung der primären elektrischen Maschine größer sein, als die Maximalleistung von zumindest einer der Maschinen der Hybridantriebsanordnung, ohne jedoch hierauf eingeschränkt zu sein. The above-mentioned object is further achieved by a drive train arrangement for a motor vehicle, comprising: a primary drive axle which can be driven in rotation by a primary electrical machine as a primary drive; a secondary to drive axle with a hybrid drive arrangement, which is designed according to one or more of the above-mentioned embodiments; and wherein the primary drive axle and the secondary drive axle are mechanically separated from one another; a storage arrangement for storing electrical energy, the storage arrangement being electrically connected to the primary electrical machine and to the electrical machine of the hybrid drive arrangement; and a control unit (ECU) for controlling the primary electric machine and the hybrid drive arrangement. The drive train arrangement accordingly has the same advantages as the hybrid drive arrangement, so that reference is made to the above description for abbreviated form. All of the features described in connection with the hybrid drive arrangement can be implemented in the drive train arrangement. The electric machine converts energy and can work as a motor or generator. When the engine is running, the electrical machine converts electrical energy into mechanical energy so that the drive axle of the motor vehicle or the internal combustion engine can be driven. In generator mode, the electrical machine converts mechanical energy into electrical energy, which can then be stored in the battery. According to one possible embodiment, the maximum power of the primary electric machine can be greater than the maximum power of at least one of the machines of the hybrid drive arrangement, but without being restricted to this.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern einer genannten Antriebsstrangan ordnung kann folgende Schritte umfassen: Öffnen der Kupplung; Betreiben der elektri schen Maschine der Hybridantriebsanordnung im Generatormodus, wobei die Brenn kraftmaschine die elektrische Maschine bei geöffneter Kupplung antreibt, so dass die elektrischen Maschine die von der Brennkraftmaschine eingeleitete mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt; und Speichern der generierten elektrischen Energie in der Speicheranordnung oder Zuführen der generierten elektrischen Energie zur ersten Antriebseinheit. A method according to the invention for controlling a said drive train arrangement can comprise the following steps: opening the clutch; Operating the electrical machine's hybrid drive arrangement in generator mode, the internal combustion engine driving the electrical machine when the clutch is open, so that the electrical machine converts the mechanical energy introduced by the internal combustion engine into electrical energy; and storing the generated electrical energy in the storage arrangement or supplying the generated electrical energy to the first drive unit.
In diesem Betriebsmodus kann die Batterie mittels der Brennkraftmaschine aufgeladen werden, weswegen dieser Modus auch als Lademodus („Charge mode“) bezeichnet werden kann. Das Laden der Batterie kann bei stillstehendem Fahrzeug erfolgen. Durch die zusätzliche elektrische Energie wird folglich eine Reichweitenverlängerung („ränge extender“) für eine rein elektrische Fahrt erreicht. Hierfür kann die elektrische Energie zu einem späteren Zeitpunkt für eine emissionsfreie Fahrt mittels des primären Elektroantriebs bei abgeschalteter Brennkraftmaschine verwendet werden („serieller Modus“) beziehungsweise für eine kurzfristige Leistungserhöhung mittels des Hybrid antriebs („boost“). Beide elektrische Maschinen können folglich nach Bedarf auf die elektrische Speicheranordnung zugreifen. Der Hauptantrieb wird durch den leistungs starken Elektroantrieb gebildet, der die primäre Antriebsachse antreibt. Nach einer weiteren Verfahrensführung, die bei geöffneter Kupplung durchgeführt wird, kann die elektrische Maschine im Motormodus die Brennkraftmaschine kurzzeitig antreiben, um diese aus dem Stillstand zu starten („ICE Start“). In this operating mode, the battery can be charged by means of the internal combustion engine, which is why this mode can also be referred to as charging mode (“Charge mode”). The battery can be charged when the vehicle is at a standstill. The additional electrical energy consequently extends the range (“ränge extender”) for a purely electric journey. For this purpose, the electrical energy can be used at a later point in time for an emission-free journey using the primary electric drive with the internal combustion engine switched off (“serial mode”) or for a short-term increase in output using the hybrid drive (“boost”). Both electrical machines can consequently access the electrical storage arrangement as required. The main drive is formed by the powerful electric drive that drives the primary drive axle. According to a further procedure, which is carried out with the clutch disengaged, the electric machine can briefly drive the internal combustion engine in motor mode in order to start it from standstill (“ICE start”).
In einem weiteren Betriebsmodus kann die Kupplung geschlossen werden, die elektri sche Maschine und die Brennkraftmaschine können ausgeschaltet werden, und die elektrische Maschine der Hybridantriebsanordnung kann im Motormodus betrieben werden, um elektrische Energie aus der Speicheranordnung in mechanische Energie umzuwandeln. In diesem Fall treiben die elektrische Maschine und die Brennkraftma schine gemeinsam das Getriebeeingangsglied beziehungsweise der zugehörigen An triebsachse an. Der Antrieb der sekundären Antriebsachse mittels der Hybridan triebsanordnung kann dabei parallel zum Antrieb der primären Antriebsachse mittels des primären Elektromotors erfolgen. Insofern wird dieser Modus auch als paralleler Betriebsmodus bezeichnet. Dabei ist mittels der Kopplung von elektrischer und Brenn kraftmaschine eine Lastpunktverschiebung der Brennkraftmaschine in Bereiche mit höherem Wirkungsgrad möglich („load point shifting“). Nach einer weiteren möglichen Verfahrensführung kann die Kupplung geschlossen werden, die beiden elektrischen Maschinen können ausgeschaltet werden, und die zweite Antriebsachse kann nur durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden. In a further operating mode, the clutch can be closed, the electrical machine and the internal combustion engine can be switched off, and the electrical machine of the hybrid drive arrangement can be operated in motor mode in order to convert electrical energy from the storage arrangement into mechanical energy. In this case, the electric machine and the internal combustion engine jointly drive the transmission input member or the associated drive axle. The drive of the secondary drive axle by means of the hybrid drive arrangement can take place parallel to the drive of the primary drive axle by means of the primary electric motor. In this respect, this mode is also referred to as the parallel operating mode. By coupling the electric and internal combustion engine, it is possible to shift the load point of the internal combustion engine into areas with higher efficiency (“load point shifting”). According to a further possible procedure, the clutch can be closed, the two electrical machines can be switched off, and the second drive axle can only be driven by the internal combustion engine.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungsfigu ren erläutert. Hierin zeigt: Figur 1 eine Hybridantriebsanordnung für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs im Längsschnitt gemäß Schnittlinie l-l aus Figur 2, A preferred embodiment is explained below with reference to the drawing figures. Herein shows: FIG. 1 a hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle in longitudinal section according to section line l-l from FIG. 2,
Figur 2 die Hybridantriebsanordnung aus Figur 1 in Axialansicht, Figur 3 eine Antriebsstranganordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hybridan triebsanordnung nach Figur 1 und 2 schematisch. FIG. 2 shows the hybrid drive arrangement from FIG. 1 in an axial view; FIG. 3 shows a drive train arrangement of a motor vehicle with a hybrid drive arrangement according to FIGS. 1 and 2, schematically.
Die Figuren 1 und 2, die nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine Hybridantriebsanordnung 2 für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrzeug kann eine primäre Antriebsachse aufweisen, die von einer primären elektri schen Maschine angetrieben wird, sowie eine sekundäre Antriebsachse, die mit der Hybridantriebsanordnung 2 ausgestattet sein kann. Figures 1 and 2, which are described jointly below, show a hybrid drive arrangement 2 for a drive axle of a motor vehicle. The The vehicle can have a primary drive axle, which is driven by a primary electrical machine, and a secondary drive axle, which can be equipped with the hybrid drive arrangement 2.
Die Hybridantriebsanordnung 2 weist eine Brennkraftmaschine 3, eine elektrische Ma schine 4 sowie eine Getriebeanordnung 5 auf. Die beiden Maschinen 3, 4 können bei spielsweise so ausgelegt sein, dass die Brennkraftmaschine 3 eine Maximalleistung von weniger als 80 kW und/oder eine maximale Drehzahl von weniger als 5500 Um drehungen pro Minute hat. Die elektrische Maschine 4 kann eine Maximalleistung von weniger als 60 kW, insbesondere von weniger als 50 kW haben und eine maximale Drehzahl von weniger als 6500 Umdrehungen pro Minute. Die Maximalleistung P3 der Brennkraftmaschine 3 kann kleiner als das 1 ,3-fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der Maximalleistung P4 der elektrischen Maschine sein. Die maximale Dreh zahl n4 der der elektrischen Maschine 4 kann kleiner als das 1 ,3-fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der maximalen Drehzahl n3 der Brennkraftmaschine 3 sein. The hybrid drive arrangement 2 has an internal combustion engine 3, an electrical machine 4 and a transmission arrangement 5. The two machines 3, 4 can for example be designed so that the internal combustion engine 3 has a maximum power of less than 80 kW and / or a maximum speed of less than 5500 revolutions per minute. The electrical machine 4 can have a maximum power of less than 60 kW, in particular less than 50 kW, and a maximum speed of less than 6500 revolutions per minute. The maximum power P3 of the internal combustion engine 3 can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times, the maximum power P4 of the electrical machine. The maximum speed n4 of the electrical machine 4 can be less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed n3 of the internal combustion engine 3.
Die Getriebeanordnung 5 umfasst ein Untersetzungsgetriebe 6, das ausgestaltet ist, um eine von den Maschinen 3, 4 eingeleitete Drehbewegung ins Langsame zu über setzen, sowie ein im Leistungspfad nachgelagertes Differentialgetriebe 7, das ausge staltet ist, eine vom Untersetzungsgetriebe eingeleitete Drehbewegung auf zwei Aus gangsteile 33, 34 aufzuteilen. Es ist ferner eine Kupplung 8 vorgesehen, die von einem Aktuator 9 steuerbar ist und ausgestaltet ist, um wahlweise Drehmoment auf die An triebsachse zu übertragen oder eine Drehmomentübertragung zu unterbrechen. The gear arrangement 5 comprises a reduction gear 6 which is designed to slow down a rotational movement initiated by the machines 3, 4, as well as a differential gear 7 downstream in the power path, which is designed out, a rotational movement initiated by the reduction gear to two output parts 33, 34 split. There is also a clutch 8 which can be controlled by an actuator 9 and is designed to selectively transmit torque to the drive axle or to interrupt a torque transmission.
Das Untersetzungsgetriebe 6 weist ein Eingangsglied 11 auf, das sowohl mit der Brennkraftmaschine 3 als auch mit der elektrischen Maschine 4 permanent drehstarr verbunden ist, ein Ausgangsglied 12, das koaxial zum Differentialgetriebe 7 angeord net und mit diesem antriebsverbunden ist, sowie mehrere Zwischenglieder 13 zur Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangsglied 11 und dem Ausgangsglied 12 auf. Das Gesamtübersetzungsverhältnis (iges) zwischen dem Eingangsglied 11 und dem Ausgangsglied 12, beziehungsweise mit dem hiermit über die Kupplung 8 ver bundenen Differentialträger 14, ist fest und kann beispielsweise zwischen 3,0 und 4,0 liegen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Die Brennkraftmaschine 3, von der vorliegend nur die Motorwelle 15 dargestellt ist, die elektrische Maschine 4 und das Eingangsglied 11 des Untersetzungsgetriebes sind koaxial zueinander angeordnet, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Das Eingangs glied 11 ist in Form einer Eingangswelle gestaltet, die auch als Getriebewelle bezeich- net werden kann. Die Eingangswelle 11 ist mittels Lagermitteln 16, 17 in einem orts festen Gehäuse 18 um eine erste Drehachse A11 drehbar gelagert. Die Motorwelle 15 der Brennkraftmaschine 3 und die Motorwelle 19 der elektrischen Maschine 4 sind in permanenter drehstarrer Verbindung mit der Eingangswelle 11. Hierfür sind die Motor wellen 15, 19 an entgegengesetzten Endabschnitten 21, 22 der Eingangswelle 11 mit dieser drehfest verbunden, insbesondere mittels einer Wellenverzahnung (splines). Dabei ist zumindest die Motorwelle 19 der elektrischen Maschine 4 in Form einer Hohl welle gestaltet, die unmittelbar auf den Endabschnitt 22 der Getriebewelle 11 drehfest aufgesteckt ist. Es versteht sich, dass die Motorwellen 15, 19 auch über ein zwischen geschaltetes Glied mit der Eingangswelle 11 mit festem Drehverhältnis verbunden werden können. Die elektrische Maschine 4 kann optional ein Revolver-Geberrad 10 zum Erfassen der Drehposition aufweisen, die am anderen Ende der Motorwelle 19 drehfest angeschlossen sein kann. The reduction gear 6 has an input member 11 that is permanently torsionally rigidly connected to both the internal combustion engine 3 and the electrical machine 4, an output member 12 which is coaxial with the differential gear 7 and is drive-connected to it, and several intermediate members 13 for torque transmission between the input member 11 and the output member 12. The total transmission ratio (iges) between the input member 11 and the output member 12, or with the differential carrier 14 connected herewith via the clutch 8, is fixed and can, for example, be between 3.0 and 4.0, without being restricted to this. The internal combustion engine 3, of which only the motor shaft 15 is shown in the present case, the electrical machine 4 and the input element 11 of the reduction gear are arranged coaxially to one another, without being restricted thereto. The input member 11 is designed in the form of an input shaft, which can also be referred to as a gear shaft. The input shaft 11 is rotatably supported around a first axis of rotation A11 by means of bearing means 16, 17 in a stationary housing 18. The motor shaft 15 of the internal combustion engine 3 and the motor shaft 19 of the electrical machine 4 are in a permanent, torsionally rigid connection with the input shaft 11. For this purpose, the motor shafts 15, 19 are non-rotatably connected to the input shaft 11 at opposite end sections 21, 22, in particular by means of shaft teeth (splines). In this case, at least the motor shaft 19 of the electrical machine 4 is designed in the form of a hollow shaft which is plugged directly onto the end section 22 of the transmission shaft 11 in a rotationally fixed manner. It goes without saying that the motor shafts 15, 19 can also be connected to the input shaft 11 with a fixed rotational ratio via an interposed link. The electrical machine 4 can optionally have a turret encoder wheel 10 for detecting the rotational position, which can be connected in a rotationally fixed manner to the other end of the motor shaft 19.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Untersetzungsgetriebe 5 als Räderge- triebe gestaltet, wobei auch andere Getriebeformen, wie ein Riementrieb möglich sind. Das Untersetzungsgetriebe 5 umfasst, neben der Getriebeeingangswelle 11 mit hier mit verbundenem Antriebsrad 23, eine Zwischenwelle 24 mit einem ersten Zwischen rad 25, das mit dem Antriebsrad 23 in Eingriff ist, und einem zweiten Zwischenrad 26, das mit dem Ausgangsrad 12 in Eingriff ist. Die beiden Zwischenräder 25, 26 sind drehfest mit der Zwischenwelle 24 verbunden. Die Verbindung kann durch Form schluss, beispielsweise mittels einer Keilwellenverbindung, oder Stoffschluss wie einer Schweißverbindung realisiert werden. Die Zwischenwelle 24 ist in dem Gehäuse 18 mittels Lagermitteln 27, 28 um die Drehachse A24 drehbar gelagert ist, die parallel zur Drehachse A11 der Eingangswelle 11 und zur Drehachse A7 des Differentialgetriebes 7 verläuft. In the present embodiment, the reduction gear 5 is designed as a wheel gear, other gear forms, such as a belt drive, also being possible. The reduction gear 5 comprises, in addition to the transmission input shaft 11 with the drive gear 23 connected here, an intermediate shaft 24 with a first intermediate gear 25 that engages with the drive gear 23 and a second intermediate gear 26 that engages with the output gear 12. The two intermediate gears 25, 26 are connected to the intermediate shaft 24 in a rotationally fixed manner. The connection can be realized by a positive connection, for example by means of a spline connection, or a material connection such as a welded connection. The intermediate shaft 24 is rotatably mounted in the housing 18 by means of bearing means 27, 28 about the axis of rotation A24, which runs parallel to the axis of rotation A11 of the input shaft 11 and to the axis of rotation A7 of the differential gear 7.
Dadurch, dass lediglich drei drehmomentübertragende Zwischenglieder (24, 25, 26) zwischen dem Antriebsrad 23 und dem Ausgangsglied 12 vorgesehen sind, ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau der Anordnung. Dies wird weiter dadurch be günstigt, dass der erste Rädersatz 23, 25 und der zweite Rädersatz 26, 12 unmittelbar axial benachbart zueinander angeordnet sind. Die Räder 23, 25; 26, 12 des Unterset zungsgetriebes 5 können als Stirnräder mit Schrägverzahnung gestaltet sein. Das Ausgangsglied 12 kann ein Ringrad 20 umfassen, das mit dem Zwischenrad 26 in Verzahnungseingriff ist. The fact that only three torque-transmitting intermediate members (24, 25, 26) are provided between the drive wheel 23 and the output member 12 results a particularly compact structure of the arrangement. This is further facilitated by the fact that the first set of wheels 23, 25 and the second set of wheels 26, 12 are arranged directly axially adjacent to one another. The wheels 23, 25; 26, 12 of the reduction gear 5 can be designed as spur gears with helical teeth. The output member 12 may include a ring gear 20 that meshes with the intermediate gear 26.
Die konkrete Ausgestaltung der Achsabstände, Räder beziehungsweise Zähnezahlen richtet sich nach den technischen Anforderungen und Bauraumverhältnissen. Bei spielsweise kann das Übersetzungsverhältnis (i1 ) der ersten Zahnradpaarung 23, 25 zwischen 1 und 1 ,2 liegen, und das zweite Übersetzungsverhältnis (i2) der zweiten Zahnradpaarung 26, 12 zwischen 3 und 3,3 liegen. Insgesamt ergibt sich damit ein Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebeeingangsglied 11 und Differentialträger 14 von etwa 3 bis 4. Wie insbesondere in Figur 2 erkennbar, ist ein erster Achsabstand B1 zwischen der Drehachse A11 der Eingangswelle 11 und der Drehachse A24 der Zwischenwelle 24 gebildet. Ein zweiter Achsabstand B2 ist zwischen den Drehachsen A24, A12 der Zwischenwelle 24 und dem Ringrad 20 gebildet. Das Abstandsverhältnis V des zweiten Achsabstandes B2 relativ zum ersten Achsabstand B1 kann beispiels weise zwischen 1 ,4 und 1 ,7 liegen (1 ,4 < B2/B1 < 1 .7). The specific design of the center distances, wheels or number of teeth depends on the technical requirements and installation space conditions. For example, the gear ratio (i1) of the first gear pair 23, 25 can be between 1 and 1, 2, and the second gear ratio (i2) of the second gear pair 26, 12 can be between 3 and 3.3. Overall, this results in a transmission ratio between transmission input member 11 and differential carrier 14 of about 3 to 4. As can be seen in particular in Figure 2, a first center distance B1 is formed between the axis of rotation A11 of the input shaft 11 and the axis of rotation A24 of the intermediate shaft 24. A second center distance B2 is formed between the axes of rotation A24, A12 of the intermediate shaft 24 and the ring gear 20. The distance ratio V of the second center distance B2 relative to the first center distance B1 can, for example, be between 1, 4 and 1, 7 (1, 4 <B2 / B1 <1 .7).
Das Ringrad 20 ist fest mit einem Differentialgehäuse 27 verbunden, das mittels La germitteln 28, 29 im Gehäuse 18 um die Drehachse A7 drehbar gelagert ist. Die Ver bindung zwischen Ringrad 20 und Differentialgehäuse 27 ist vorliegend eine Schweiß verbindung, wobei andere Verbindungsmittel wie Schraubverbindungen ebenso mög lich sind. Das Differentialgehäuse 27 kann zwei Gehäuseteile umfassen, die im Be reich ihrer Öffnungen jeweils einen Flanschabschnitt aufweisen, mit dem sie in einer entsprechenden Aufnahme des Ringrads 20 eingesetzt und mit diesem verbunden sind. The ring gear 20 is fixedly connected to a differential housing 27 which is mounted by means of La germmittel 28, 29 in the housing 18 rotatably about the axis of rotation A7. The connection between ring gear 20 and differential housing 27 is presently a welded connection, other connecting means such as screw connections are also possible, please include. The differential housing 27 may comprise two housing parts which each have a flange portion in the loading area of their openings, with which they are inserted into a corresponding receptacle of the ring gear 20 and connected to it.
In dem Differentialgehäuse 27 ist ein Differentialträger 14 um die Drehachse A7 dreh bar gelagert, der die eingeleitete Drehbewegung auf ein erstes Differential-Ausgangs- teil 33 zum Antreiben einer ersten Seitenwelle und einem zweiten Differential-Aus- gangsteil 34 zum Antreiben einer zweiten Seitenwelle aufteilt. Konkret kann in dem Differentialträger 14 ein Zapfen 30 aufgenommen sein, auf dem zwei Differentialräder 32 um eine Zapfenachse drehbar gelagert sind. Die Differentialräder 32 sind mit dem ersten und zweiten Differential-Ausgangsteil 33, 34 in Verzahnungseingriff, die koaxial zur Drehachse A7 angeordnet sind. Die beiden Differential-Ausgangsteile 33, 34 sind in Form von Seitenwellenrädern gestaltet und können eine Wellenverzahnung zur drehfesten Verbindung mit einer zugehörigen Seitenwelle (hier nicht dargestellt) ha ben. Die beiden Seitenwellenräder 33, 34 können gegenüber dem Differentialgehäuse 27 über reibmindernde Gleitscheiben axial abgestützt sein. In the differential housing 27, a differential carrier 14 is rotatably mounted about the axis of rotation A7, which divides the initiated rotational movement between a first differential output part 33 for driving a first side shaft and a second differential output part 34 for driving a second side shaft. Specifically, a pin 30 can be received in the differential carrier 14, on which two differential gears 32 are rotatably mounted about a pin axis. The differential gears 32 are in meshing engagement with the first and second differential output parts 33, 34, which are arranged coaxially with the axis of rotation A7. The two differential output parts 33, 34 are designed in the form of sideshaft gears and can have a shaft toothing for a non-rotatable connection with an associated sideshaft (not shown here). The two sideshaft gears 33, 34 can be axially supported with respect to the differential housing 27 via friction-reducing sliding disks.
Die Kupplung 8 ist als formschlüssige Kupplung, insbesondere als Zahnkupplung ge staltet, wobei andere Formen von Kupplungen ebenso denkbar sind, beispielsweise eine Reibungskupplung. Die Kupplung 8 umfasst ein erstes Kupplungsteil 36, das mit dem Differentialträger 14 fest verbunden und insbesondere einteilig gestaltet ist, sowie ein zweites Kupplungsteil 37, das gegenüber dem ersten Kupplungsteil 36 axial be weglich und mit dem Differentialgehäuse 27 drehfest verbunden ist. Das zweite Kupp lungsteil 37 kann zur Übertragung eines Drehmoments in das erste Kupplungsteil 36 eingerückt werden, wobei eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Kupp lungsteilen entsteht. Durch erneutes Ausrücken des zweiten Kupplungsteils 37 kann die Drehmomentübertragung wieder unterbrochen werden. Das erste Kupplungsteil 36 hat als Formschlussmittel einen Zahnring, der an einer Stirnseite des Differentialträ gers 14 einteilig angeformt ist. Entsprechend hat das zweite Kupplungsteil 37 einen gegengleichen Zahnring, der innerhalb des Differentialgehäuses 27 angeordnet ist. Weiter hat das zweite Kupplungsteil 37 mehrere über den Umfang verteilte axiale An sätze 38, die durch entsprechende Durchgangsöffnungen des Differentialgehäuses 27 hindurchtreten. Durch entsprechendes Ansteuern des Aktuators 9 kann das zweite Kupplungsteil 37 relativ zum ersten Kupplungsteil 36 axial bewegt werden, wobei eine Drehmomentübertragung vom Ringrad 20 auf den Differentialträger 14 in eingerück tem Zustand hergestellt ist, während die Drehmomentübertragung in ausgerücktem Zustand unterbrochen ist. The clutch 8 is designed as a form-fitting clutch, in particular as a toothed clutch, with other forms of clutches also being conceivable, for example a friction clutch. The clutch 8 comprises a first clutch part 36, which is firmly connected to the differential carrier 14 and, in particular, is designed in one piece, as well as a second clutch part 37 which is axially movable with respect to the first clutch part 36 and connected to the differential housing 27 in a rotationally fixed manner. The second coupling part 37 can be engaged to transmit a torque in the first coupling part 36, whereby a positive connection between the two coupling parts is created. The torque transmission can be interrupted again by disengaging the second coupling part 37 again. The first coupling part 36 has a toothed ring as a form-fit means, which is integrally formed on one end face of the Differentialträ gers 14. Correspondingly, the second coupling part 37 has an opposing toothed ring which is arranged inside the differential housing 27. Next, the second coupling part 37 has a plurality of axially distributed over the circumference to sets 38 which pass through corresponding through openings of the differential housing 27. By appropriately controlling the actuator 9, the second clutch part 37 can be moved axially relative to the first clutch part 36, with torque being transmitted from the ring gear 20 to the differential carrier 14 in the engaged state, while the torque transmission is interrupted in the disengaged state.
Der Aktuator 9 umfasst einen Elektromagneten 39 und einen Magnetkolben 40. Bei Bestromen des Elektromagneten 39 wird der Magnetkolben 40 in Richtung zur Kupp lung 8 beaufschlagt, so dass diese geschlossen wird. Am zweiten Kupplungsteil 37 ist eine Sensorscheibe 35 befestigt, die mit einem Sensor (nicht dargestellt) zusammen wirkt, so dass die Schaltstellung der Kupplung 8 identifiziert werden kann. Zwischen dem Differentialgehäuse 27 und der Sensorscheibe 35 ist eine Rückstellfeder ange ordnet. Wird der Elektromagnet 39 abgeschaltet, wird das das zweite Kupplungsteil 37 in seine Ausgangsposition bewegt, so dass die Kupplung 8 wieder geöffnet wird. The actuator 9 comprises an electromagnet 39 and a magnetic piston 40. When the electromagnet 39 is energized, the magnetic piston 40 is acted upon in the direction of the coupling 8, so that it is closed. A sensor disk 35 is attached to the second coupling part 37 and interacts with a sensor (not shown) so that the switching position of the coupling 8 can be identified. Between the differential housing 27 and the sensor disc 35 is a return spring is arranged. If the electromagnet 39 is switched off, the second clutch part 37 is moved into its starting position, so that the clutch 8 is opened again.
Das Differentialgehäuse 27 hat einen ersten Hülsenansatz 42 und einen zweiten Hül senansatz 43, welche über die Lager 26, 27 im Getriebegehäuse 7 drehbar gelagert sind. Nicht dargestellte Seitenwellen können durch die Hülsenansätze 42, 43 einge steckt und an ihren inneren Enden jeweils mit einem zugehörigen Seitenwellenrad 33, 34 verbunden werden. The differential housing 27 has a first sleeve extension 42 and a second Hül senansatz 43, which are rotatably mounted on the bearings 26, 27 in the transmission housing 7. Side shafts, not shown, can be inserted through the sleeve lugs 42, 43 and connected at their inner ends to an associated side shaft gear 33, 34.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsstranganordnung 44 mit einer erfin dungsgemäßen Hybridantriebsanordnung 2 gemäß Figuren 1 in schematischer Dar stellung. Die Antriebsstranganordnung 44 umfasst einen ersten Antriebsstrang 45 mit einer ersten Antriebsachse 46 und einen zweiten Antriebsstrang 47 mit einer zweiten Antriebsachse 48. FIG. 2 shows a drive train arrangement 44 according to the invention with a hybrid drive arrangement 2 according to the invention according to FIG. 1 in a schematic representation. The drive train arrangement 44 comprises a first drive train 45 with a first drive axle 46 and a second drive train 47 with a second drive axle 48.
Der erste Antriebsstrang 45 ist von einer ersten Antriebseinheit 49 antreibbar, die eine elektrische Maschine 51 mit einer nachgelagerten Getriebeanordnung 50 umfasst, mit der das Motormoment in ein Antriebsmoment beziehungsweise die Motordrehzahl in eine Antriebsdrehzahl umgewandelt wird. Der zweite Antriebsstrang 47 ist von der Hybridantriebsanordnung 2 antreibbar, die konstruktiv gemäß Figur 1 gestaltet sein kann. Es ist ferner eine Speicheranordnung 52 zum Speichern von elektrischer Ener gie vorgesehen, die sowohl mit der ersten elektrischen Maschine 51 als auch mit der elektrischen Maschine 3 der Hybridantriebsanordnung 2 elektrisch verbunden ist, so wie eine Steuereinheit 53 zum Steuern der ersten Antriebseinheit 49 und zweiten An triebseinheit 3, 4. The first drive train 45 can be driven by a first drive unit 49, which comprises an electrical machine 51 with a downstream gear arrangement 50, with which the engine torque is converted into a drive torque or the engine speed is converted into a drive speed. The second drive train 47 can be driven by the hybrid drive arrangement 2, which can be designed structurally according to FIG. There is also a storage arrangement 52 for storing electrical energy is provided, which is electrically connected both to the first electrical machine 51 and to the electrical machine 3 of the hybrid drive arrangement 2, as well as a control unit 53 for controlling the first drive unit 49 and second An drive unit 3, 4.
Es ist erkennbar, dass die erste Antriebsachse 46 die Hinterachse und die zweite An triebsachse 48 die Vorderachse des Kraftfahrzeugs bildet, wobei auch eine umge kehrte Anordnung möglich ist. Die beiden Antriebsstränge 45, 47 sind mechanisch voneinander getrennt, das heißt, es ist keine Kraftübertragung zwischen den beiden Antriebssträngen möglich. Die erste Antriebseinheit 49 dient zum alleinigen mechani schen Antrieb der ersten Antriebsachse 46, während die Hybridantriebsanordnung 2 zum alleinigen mechanischen Antrieb der zweiten Antriebsachse 6 dient. Es ist vorgesehen, dass die erste Antriebseinheit 49 für die erste Antriebsachse leis tungsstarker ist, als zumindest eine oder beide der Antriebseinheiten 3, 4 der Hybrid antriebsanordnung 2. Insofern wird die erste Antriebseinheit 49 auch als primäre An triebseinheit und die erste Antriebsachse entsprechend als primäre Antriebsachse be zeichnet, während die zweite Antriebseinheit 3, 4 beziehungsweise zweite An triebsachse 48 entsprechend als sekundäre Antriebseinheit beziehungsweise An triebsachse bezeichnet werden können. Nach einer möglichen Ausführungsform kann die elektrische Maschine 51 der primären Antriebseinheit 49 eine Maximalleistung von über 60 kW, insbesondere über 70 kW aufweisen, während die elektrische Maschine 4 der Hybridantriebsanordnung 2 eine Maximalleistung von weniger als 60kW, insbe sondere weniger als 50 kW aufweisen kann. It can be seen that the first drive axle 46 forms the rear axle and the second drive axle 48 forms the front axle of the motor vehicle, a reverse arrangement also being possible. The two drive trains 45, 47 are mechanically separated from one another, that is, no power transmission between the two drive trains is possible. The first drive unit 49 is used for the sole mechanical drive of the first drive axle 46, while the hybrid drive arrangement 2 is used for the sole mechanical drive of the second drive axle 6. It is provided that the first drive unit 49 for the first drive axle is more powerful than at least one or both of the drive units 3, 4 of the hybrid drive arrangement 2 Drive axle be characterized, while the second drive unit 3, 4 or second drive axle 48 can be referred to as a secondary drive unit or drive axle. According to one possible embodiment, the electric machine 51 of the primary drive unit 49 can have a maximum power of over 60 kW, in particular over 70 kW, while the electric machine 4 of the hybrid drive arrangement 2 can have a maximum power of less than 60 kW, in particular less than 50 kW.
Die Getriebeanordnung 50 der primären Antriebsachse 46 umfasst ein Untersetzungs getriebe 54 zur Übersetzung der vom Elektromotor 51 eingeleiteten Drehbewegung ins Langsame sowie ein nachgelagertes Differentialgetriebe 55. Von dem Differential getriebe 55 wird das eingeleitete Drehmoment auf die beiden Seitenwellenräder 56, 57 aufgeteilt und auf die hiermit antriebsverbundenen Seitenwellen 58, 59 übertragen. An den Enden der Seitenwellen 58, 59 befinden sich Gleichlaufdrehgelenke, welche eine Drehmomentübertragung auf die Fahrzeugräder 60, 61 unter Winkelbewegungen ermöglichen. The gear arrangement 50 of the primary drive axle 46 comprises a reduction gear 54 for translating the rotational movement introduced by the electric motor 51 into slow speed as well as a downstream differential gear 55. From the differential gear 55, the introduced torque is divided between the two side shaft gears 56, 57 and the drives connected to it Side shafts 58, 59 transmitted. At the ends of the side shafts 58, 59 there are constant velocity joints which enable torque to be transmitted to the vehicle wheels 60, 61 with angular movements.
Die sekundäre Antriebsachse 48 ist ähnlich aufgebaut. Von dem Differentialgetriebe 7 wird das bei geschlossener Kupplung 8 eingeleitete Drehmoment auf die beiden Sei tenwellenräder 33, 34 übertragen. In die Wellenverzahnungen der Seitenwellenräder sind entsprechende Ausgangswellen 62, 63 zur Drehmomentübertragung drehfest ein gesteckt. Die Ausgangswellen 62, 63 sind über zugehörigen Seitenwellen 64, 65 mit Gleichlaufgelenken zur Drehmomentübertragung auf die Rädern 66, 67 der sekundä ren Antriebsachse 48 verbunden. The secondary drive axle 48 is constructed similarly. From the differential gear 7, the torque introduced when the clutch 8 is engaged is transmitted to the two shaft wheels 33, 34. Corresponding output shafts 62, 63 for torque transmission are inserted in a rotationally fixed manner into the shaft teeth of the sideshaft gears. The output shafts 62, 63 are connected via associated side shafts 64, 65 with constant velocity joints for torque transmission to the wheels 66, 67 of the secondary drive axle 48.
Die Antriebsstranganordnung 44 mit primärerem Elektroantrieb 49 und sekundärem Hybridantrieb 2 erlaubt in vorteilhafter Weise mehrere Betriebsmodi. Beispielsweise kann die Hybridantriebsanordnung 2 in einem parallelen Modus betrieben werden, in dem beide Maschinen 3, 4 bei geschlossener Kupplung 8 gemeinsam die sekundäre Antriebsachse 48 antreiben. Ferner können die Antriebsanordnungen 2, 49 in einem seriellen Modus betrieben werden, wobei die Hybridantriebsanordnung 2 bei geöffne ter Kupplung 8 elektrische Energie erzeugt, welche dann zum Antreiben der primären Antriebsachse 46 mittels des primären Elektromotors 49 verwendet wird. Auch bei still- stehendem Fahrzeug kann die Hybridantriebsanordnung 2 bei geöffneter Kupplung 8 elektrische Energie erzeugen (Generatormodus), beziehungsweise die Speichermittel 52 aufladen. Umgekehrt kann die Brennkraftmaschine 3 von der elektrischen Ma schine 4 gestartet werden (Motormodus). Ferner ist eine Lastpunktanhebung möglich, bei der die Brennkraftmaschine 3 mithilfe der elektrischen Maschine 4 in einem Leis- tungsbereich mit höherem Wirkungsgrad betrieben wird. The drive train arrangement 44 with the primary electric drive 49 and the secondary hybrid drive 2 advantageously allows several operating modes. For example, the hybrid drive arrangement 2 can be operated in a parallel mode in which both machines 3, 4 together with the secondary Drive drive axle 48. Furthermore, the drive arrangements 2, 49 can be operated in a serial mode, with the hybrid drive arrangement 2 generating electrical energy when the clutch 8 is open, which is then used to drive the primary drive axle 46 by means of the primary electric motor 49. Even when the vehicle is stationary, the hybrid drive arrangement 2 can generate electrical energy when the clutch 8 is disengaged (generator mode) or charge the storage means 52. Conversely, the internal combustion engine 3 can be started by the electrical machine 4 (motor mode). Furthermore, a load point increase is possible in which the internal combustion engine 3 is operated with the aid of the electrical machine 4 in a power range with a higher degree of efficiency.
Insgesamt bietet die Hybridantriebsanordnung 2, bei der die Brennkraftmaschine 3 und elektrische Maschine 4 auf eine gemeinsame Getriebeeingangswelle 11 wirken, eine hohe Leistungsfähigkeit mit gleichzeitig kompaktem und einfachem Aufbau. Im Zusam- menwirken mit der primären Antriebsachse 46 ergeben sich die oben beschriebenen Betriebsmöglichkeiten. Overall, the hybrid drive arrangement 2, in which the internal combustion engine 3 and electrical machine 4 act on a common transmission input shaft 11, offers high performance with a compact and simple structure at the same time. In cooperation with the primary drive axle 46, the operating options described above result.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
2 Hybridantriebsanordnung2 hybrid drive arrangement
3 Brennkraftmaschine 3 internal combustion engine
4 elektrische Maschine 4 electric machine
5 Getriebeanordnung 5 gear arrangement
6 Untersetzungsgetriebe6 reduction gears
7 Differentialgetriebe 7 differential gears
8 Kupplung 8 clutch
9 Aktuator 9 actuator
10 Geberrad 11 Eingangsglied 12 Ausgangsglied 10 encoder wheel 11 input element 12 output element
13 Zwischenglieder 13 intermediate links
14 Differentialträger 14 differential carriers
15 Motorwelle 15 motor shaft
16 Lager 16 bearings
17 Lager 17 bearings
18 Gehäuse 18 housing
19 Motorwelle 19 motor shaft
20 Ringrad 20 ring gear
21 , 22 Endabschnitt 21, 22 end section
23 Antriebsrad 23 drive wheel
24 Zwischenwelle 24 intermediate shaft
25 erstes Zwischenrad 25 first intermediate gear
26 zweites Zwischenrad 27 Differentialgehäuse26 second intermediate gear 27 differential housing
28, 29 Lagermittel 28, 29 storage means
29 Lagermittel 29 storage means
30 Bolzen 30 bolts
32 Differentialräder 32 differential gears
33, 34 Seitenwellenrad 33, 34 side shaft gear
35 Sensorscheibe 36 erste Kupplungsteil 35 sensor disc 36 first coupling part
37 zweites Kupplungsteil 37 second coupling part
38 Ansätze 38 approaches
39 Elektromagnet 39 electromagnet
40 Magnetkolben 40 magnetic pistons
41 41
42 Hülsenansatz 42 socket attachment
43 Hülsenansatz 43 socket attachment
44 Antriebsstranganordnung44 Powertrain Arrangement
45 erster Antriebsstrang 45 first drive train
46 erste Antriebsachse 46 first drive axle
47 zweiter Antriebsstrang 47 second drive train
48 zweite Antriebsachse 48 second drive axle
49 erste Antriebseinheit 49 first drive unit
50 Getriebeanordnung 50 gear arrangement
51 primäre elektrische Maschine51 primary electric machine
52 Speicheranordnung 52 Memory arrangement
53 Steuereinheit 53 Control Unit
54 Untersetzungsgetriebe 54 reduction gears
55 Differentialgetriebe 55 differential gears
56, 57 Seitenwellenrad 58, 59 Seitenwelle 60 Rad 61 Rad 56, 57 Side shaft gear 58, 59 Side shaft 60 gear 61 gear
62, 63 Ausgangswelle 64, 65 Seitenwelle 66, 67 Rad 62, 63 output shaft 64, 65 side shaft 66, 67 wheel
A DrehachseA axis of rotation
Übersetzungsverhältnis n Drehzahl Transmission ratio n speed
P Leistung P performance

Claims

Ansprüche Expectations
1. Hybridantriebsanordnung für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, umfas send: eine Brennkraftmaschine (3); eine elektrische Maschine (4); eine Getriebeanordnung (5), die von der Brennkraftmaschine (3) und der elektrischen Maschine (4) drehend antreibbar ist und ein Untersetzungsge triebe (6) aufweist, um eine eingeleitete Drehbewegung ins Langsame zu über setzen und ein Differentialgetriebe (7) aufweist, um die eingeleitete Drehbewe gung auf zwei Ausgangsteile (33, 34) aufzuteilen; und eine Kupplung (8), die von einem Aktuator (9) steuerbar ist und ausgestal tet ist, um wahlweise Drehmoment auf die Antriebsachse zu übertragen oder eine Drehmomentübertragung zu unterbrechen; dadurch gekennzeichnet dass das Untersetzungsgetriebe (6) ein Eingangsglied (11 ), das mit der Brenn kraftmaschine (3) und der elektrischen Maschine (4) permanent drehstarr ver bunden ist, ein Ausgangsglied (12), das koaxial zu einem Differentialträger (14) des Differentialgetriebes (7) angeordnet und mit diesem übersetzungslos an triebsverbunden ist, sowie höchstens drei Zwischenglieder (24, 25, 26) zur Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangsglied (11) und dem Aus gangsglied (12) aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis (iges) zwischen dem Eingangsglied (1) und dem Differentialträger (14) fest ist, und wobei die Brennkraftmaschine (3), die elektrische Maschine (4) und das Ein gangsglied (11) des Untersetzungsgetriebes (6) koaxial zueinander angeord net sind. 1. Hybrid drive arrangement for a drive axle of a motor vehicle, comprising: an internal combustion engine (3); an electric machine (4); a gear assembly (5), which is driven in rotation by the internal combustion engine (3) and the electric machine (4) and has a reduction gear (6) in order to put an initiated rotational movement into the slow and a differential gear (7) to the initiated Drehbewe supply to divide two output parts (33, 34); and a clutch (8) which can be controlled by an actuator (9) and is configured to optionally transmit torque to the drive axle or to interrupt a torque transmission; characterized in that the reduction gear (6) has an input member (11) which is permanently torsionally rigid with the internal combustion engine (3) and the electrical machine (4), an output member (12) which is coaxial with a differential carrier (14) of the Differential gear (7) is arranged and with this gearless drive connected, as well as a maximum of three intermediate members (24, 25, 26) for torque transmission between the input member (11) and the output member (12), the gear ratio (iges) between the input member (1) and the differential carrier (14) is fixed, and wherein the internal combustion engine (3), the electrical machine (4) and the input member (11) of the reduction gear (6) are coaxial to each other angeord net.
2. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis (iges) zwischen dem Eingangsglied (1) und dem Differentialträger (14) zwischen 3,0 und 4,0 beträgt. 2. Hybrid drive arrangement according to claim 1, characterized in that the transmission ratio (iges) between the input member (1) and the differential carrier (14) is between 3.0 and 4.0.
3. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A11) des Eingangsglieds (11) und die Drehachse (A7) des Ausgangsglieds (12) parallel zueinander angeordnet sind. 3. Hybrid drive arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the axis of rotation (A11) of the input member (11) and the axis of rotation (A7) of the output member (12) are arranged parallel to one another.
4. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsglied (11) des Untersetzungsgetriebes (6) eine Getriebe welle ist, mit der ein Antriebsrad (23) verbunden ist, und das Ausgangsglied (12) des Untersetzungsgetriebes (6) ein Ringrad (20) um fasst, wobei das Untersetzungsgetriebe (6) ferner eine Zwischenwelle (24) aufweist mit einem ersten Zwischenrad (25), das mit dem Antriebsrad (23) der Getrie bewelle kämmt, sowie mit einem zweiten Zwischenrad (26), das mit dem Ring rad (20) kämmt, wobei die Drehachse der Zwischenwelle (A24) parallel zur Drehachse (A11) des Eingangsglieds (11) und des Ausgangsglieds (12) verläuft. 4. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the input member (11) of the reduction gear (6) is a transmission shaft to which a drive wheel (23) is connected, and the output member (12) of the reduction gear (6) ) a ring gear (20) sums up, the reduction gear (6) further having an intermediate shaft (24) with a first intermediate gear (25) which meshes with the drive gear (23) of the gear shaft, and with a second intermediate gear (26) that meshes with the ring wheel (20), the axis of rotation of the intermediate shaft (A24) parallel to the axis of rotation (A11) of the input member (11) and the output member (12).
5. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehachse (A11) des Eingangsglieds (11) und der Dreh achse (A24) der Zwischenwelle (A24) ein erster Achsabstand (B1) und, dass zwischen der Drehachse (A24) der Zwischenwelle (A24) und der Dreh achse (A12) des Ausgangsglieds (12) ein zweiter Achsabstand (B2) gebildet ist, wobei das Verhältnis (V) zwischen dem zweiten Achsabstand (B2) und dem ersten Achsabstand (B1) zwischen 1 ,4 und 1 ,7 beträgt. 5. Hybrid drive arrangement according to claim 4, characterized in that between the axis of rotation (A11) of the input member (11) and the axis of rotation (A24) of the intermediate shaft (A24) a first center distance (B1) and that between the axis of rotation (A24) of the Intermediate shaft (A24) and the axis of rotation (A12) of the output member (12) a second center distance (B2) is formed, wherein the ratio (V) between the second center distance (B2) and the first center distance (B1) is between 1, 4 and 1, 7.
6. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von folgendem gilt: die Brennkraftmaschine (3) hat eine Maximalleistung (P3) von weniger als 80 kW; die elektrische Maschine (4) hat eine Maximalleistung (P4) von weniger als 60 kW, insbesondere von weniger als 50 kW; die Maximalleistung (P3) der Brennkraftmaschine (3) ist kleiner als das 1 ,3- fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der Maximalleistung (P4) der elektrischen Maschine (4). 6. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the following applies: the internal combustion engine (3) has a maximum power (P3) of less than 80 kW; the electrical machine (4) has a maximum power (P4) of less than 60 kW, in particular of less than 50 kW; the maximum power (P3) of the internal combustion engine (3) is less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum power (P4) of the electrical machine (4).
7. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von folgendem gilt: die Brennkraftmaschine (3) hat eine maximale Drehzahl (n3) von weniger als 5500 Umdrehungen pro Minute; die elektrische Maschine (4) hat eine maximale Drehzahl (n4) von weniger als 6500 Umdrehungen pro Minute; die maximale Drehzahl (n4) der elektrischen Maschine (4) ist kleiner als das 1 ,3-fache, insbesondere kleiner als das 1 ,2-fache der maximalen Drehzahl (n3) der Brennkraftmaschine (3). 7. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the following applies: the internal combustion engine (3) has a maximum speed (n3) of less than 5500 revolutions per minute; the electrical machine (4) has a maximum speed (n4) of less than 6500 revolutions per minute; the maximum speed (n4) of the electrical machine (4) is less than 1.3 times, in particular less than 1.2 times the maximum speed (n3) of the internal combustion engine (3).
8. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (19) der elektrischen Maschine (4) als Hohlwelle gestaltet ist, die unmittelbar mit einem Endabschnitt der Getriebewelle drehfest verbun den ist. 8. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the motor shaft (19) of the electrical machine (4) is designed as a hollow shaft which is directly connected to an end portion of the transmission shaft in a rotationally fixed manner.
9. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) zwischen dem Ausgangsglied (12) des Untersetzungs getriebes (6) und dem Differentialträger (14) wirksam angeordnet ist, wobei in geschlossenem Zustand der Kupplung (8) Drehmoment von dem Ausgangs glied (12) auf den Differentialträger (14) übertragen wird und in geöffnetem Zu stand der Kupplung (8) eine Drehmomentübertragung unterbrochen ist. 9. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the clutch (8) between the output member (12) of the reduction gear (6) and the differential carrier (14) is effectively arranged, wherein in the closed state of the clutch (8) torque from the output member (12) to the differential carrier (14 ) is transmitted and when the clutch (8) is open, torque transmission is interrupted.
10. Hybridantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsglied (12) des Untersetzungsgetriebes (6) mit einem Diffe rentialgehäuse (27) fest verbunden ist, wobei das Differentialgehäuse (27) drehbar in einem ortsfesten Gehäuse (18) gelagert ist, und wobei der Differen tialträger (14) im Differentialgehäuse (27) drehbar gelagert ist. 10. Hybrid drive arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the output member (12) of the reduction gear (6) is fixedly connected to a differential housing (27), the differential housing (27) rotatable in a stationary housing (18) is mounted, and wherein the Differen tialträger (14) is rotatably mounted in the differential housing (27).
11. Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine primäre Antriebsachse (46), die von einer primären elektrischen Maschine (49) als Primärantrieb drehend antreibbar ist; eine sekundäre Antriebsachse (48) mit einer Hybridantriebsanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die primäre Antriebsachse (46) und die sekundäre Antriebsachse (48) mechanisch voneinander getrennt sind; eine Speicheranordnung (52) zum Speichern von elektrischer Energie, wobei die Speicheranordnung (52) mit der primären elektrischen Maschine (49) und mit der elektrischen Maschine (4) der Hybridantriebsanordnung (2) elektrisch verbunden ist; und eine Steuereinheit (53) zum Steuern der primären elektrischen Maschine (49) und der Hybridantriebsanordnung (2). 11. A drive train arrangement for a motor vehicle, comprising: a primary drive axle (46) which can be driven in rotation by a primary electrical machine (49) as a primary drive; a secondary drive axle (48) with a hybrid drive arrangement (2) according to one of claims 1 to 10, wherein the primary drive axle (46) and the secondary drive axle (48) are mechanically separated from one another; a storage arrangement (52) for storing electrical energy, the storage arrangement (52) being electrically connected to the primary electrical machine (49) and to the electrical machine (4) of the hybrid drive arrangement (2); and a control unit (53) for controlling the primary electric machine (49) and the hybrid drive arrangement (2).
12. Verfahren zum Steuern der Antriebsstranganordnung nach Anspruch 11 derart, dass die Kupplung (8) geöffnet wird, und die Brennkraftmaschine (3) die elektrische Maschine (4) bei geöffneter Kupplung (8) antreibt, wobei die elektrischen Maschine (4) im Generatormodus betrieben wird und die von der Brennkraftmaschine (3) eingeleitete mechanische Energie in elektri sche Energie umwandelt, und die elektrische Energie in der Speicheranordnung (52) gespeichert oder der ersten Antriebseinheit (49) zugeführt wird. 12. A method for controlling the drive train arrangement according to claim 11 such that the clutch (8) is opened and the internal combustion engine (3) drives the electric machine (4) when the clutch (8) is open, the electric machine (4) in generator mode is operated and converts the mechanical energy introduced by the internal combustion engine (3) into electrical cal energy, and the electrical energy is stored in the storage arrangement (52) or supplied to the first drive unit (49).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) geschlossen wird, die elektrische Maschine (4) im Motormodus betrieben wird und elektrische Energie aus der Speicheranordnung (52) in mechanische Energie umwandelt, und die elektrische Maschine (4) und die Brennkraftmaschine (3) gemeinsam das Eingangsglied (11) antreiben. 13. The method according to claim 12, characterized in that the clutch (8) is closed, the electrical machine (4) is operated in motor mode and converts electrical energy from the storage arrangement (52) into mechanical energy, and the electrical machine (4) and the internal combustion engine (3) jointly drive the input element (11).
14. Verfahren nach Anspruch 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) geöffnet wird, und die elektrische Maschine (4) im Motormodus betrieben wird und die Brennkraft maschine (3) antreibt, um diese zu starten. 14. The method according to claim 12 to 13, characterized in that the clutch (8) is opened, and the electric machine (4) is operated in motor mode and drives the internal combustion engine (3) to start it.
15. Verfahren nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) geöffnet wird, die elektrische Maschine (4) und die Brennkraftmaschine (3) ausgeschaltet werden, und die primäre elektrische Maschine (51) im Motormodus betrieben wird, wobei die primäre elektrische Maschine (51) elektrische Energie aus der Spei cheranordnung (52) in mechanische Energie umwandelt und auf die primäre Antriebsachse (46) überträgt. 15. The method according to claim 12 to 14, characterized in that the clutch (8) is opened, the electrical machine (4) and the internal combustion engine (3) are switched off, and the primary electrical machine (51) is operated in motor mode, wherein the primary electrical machine (51) converts electrical energy from the storage arrangement (52) into mechanical energy and transmits it to the primary drive axle (46).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) geschlossen wird, die beiden elektrischen Maschinen (4, 51) ausgeschaltet werden, und die zweite Antriebsachse (48) nur durch den Verbrennungsmotor (3) angetrie ben wird. 16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the clutch (8) is closed, the two electrical machines (4, 51) are switched off, and the second drive axle (48) is only driven by the internal combustion engine (3) will practice.
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