WO2022106128A1 - Hybrid transmission, motor vehicle drivetrain, motor vehicle, and method for start-up by means of the hybrid transmission - Google Patents

Hybrid transmission, motor vehicle drivetrain, motor vehicle, and method for start-up by means of the hybrid transmission Download PDF

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WO2022106128A1
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hybrid transmission
input shaft
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PCT/EP2021/078745
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Juri Pawlakowitsch
Fabian Kutter
Ingo Pfannkuchen
Johannes Kaltenbach
Stefan Beck
Martin Brehmer
Matthias Horn
Thomas Martin
Michael Wechs
Oliver Bayer
Peter Ziemer
Thomas KROH
Max Bachmann
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid transmission, a motor vehicle drive train with such a hybrid transmission and a motor vehicle with such a motor vehicle drive train.
  • Hybrid drives can help reduce fuel consumption and pollutant emissions.
  • Drive trains with an internal combustion engine and one or more electric motors as parallel hybrids or as mixed hybrids have largely become established.
  • Such hybrid drives have a substantially parallel arrangement of the internal combustion engine and the electric drive in the power flow.
  • both a superimposition of the drive torques and control with a purely internal combustion engine drive or purely electric motor drive are made possible. Since the drive torques of the electric drive and the internal combustion engine can add up depending on the activation, a comparatively smaller design of the internal combustion engine and/or its temporary shutdown is possible. As a result, a significant reduction in CO2 emissions can be achieved without any significant loss of performance or comfort.
  • the possibilities and advantages of an electric drive can thus be combined with the range, performance and cost advantages of internal combustion engines.
  • a disadvantage of the hybrid drives mentioned above is their generally more complex structure, since both drive sources preferably transmit drive power to a drive shaft with only one transmission. As a result, such transmissions are usually complicated and expensive to produce. A reduction in complexity in the design of a hybrid transmission usually goes hand in hand with a loss of variability.
  • DHT dedicated Hybrid Transmissions
  • an electric machine is integrated into the transmission in order to present the full range of functions.
  • the mechanical transmission part in particular can be simplified in the transmission, for example by eliminating the reverse gear, with at least one electric machine being used instead.
  • Dedicated hybrid transmissions can emerge from known transmission concepts, i.e. from double clutch transmissions, converter planetary transmissions, continuously variable transmissions (CVT) or automated manual transmissions.
  • the electric machine becomes part of the transmission.
  • the publication DE 10 2017 218 513 A1 discloses a hybrid drive train for a motor vehicle, with a first drive unit, which has a first drive device, via which the first drive power can be provided; a second drive unit, which has a second drive device, via which the second drive power can be provided; an output device which can be connected to driven wheels of the motor vehicle; a first transmission assembly having a first transmission input and a first transmission output; a second transmission assembly having a second transmission input and a second transmission output; wherein the first drive device is connected to the first transmission input and wherein the second drive device is connected to the second transmission input; and wherein the first and second transmission outputs are connected to the output device.
  • the first and the second transmission input can be connected to one another or separated from one another via a clutch.
  • a hybrid transmission for a motor vehicle drive train of a motor vehicle having: a first transmission drive shaft for operatively connecting a first engine of the motor vehicle to the hybrid transmission; a second transmission input shaft for operatively connecting a second prime mover of the motor vehicle to the hybrid transmission; a third transmission input shaft; a first input shaft clutch having a shifting element for operatively connecting the second transmission input shaft to the third transmission input shaft; a second input shaft clutch having a shifting element for operatively connecting the first transmission input shaft to the third transmission input shaft; at least two translations that can be set up by means of gearwheels to form at least two gear stages; a plurality of gear shifting devices with shifting elements for engaging the gear ratios; and an output for transmitting drive power from the hybrid transmission; wherein a gear stage with a maximum translation in terms of absolute value is assigned to the second transmission input shaft; the second drive machine is designed as the main starting machine for the motor vehicle in order to start up from a standstill with the lowest gear engaged in the hybrid transmission without slipping;
  • a motor vehicle drive train for a motor vehicle comprising: a hybrid transmission as defined above; an internal combustion engine drivingly connected to the first transmission input shaft; and a first electric prime mover drivingly connected to the second transmission input shaft.
  • a motor vehicle comprising: a motor vehicle drive train as defined above; and an energy store for storing energy for supplying the first electric drive machine.
  • Opening the other switching elements of the hybrid transmission slippingly operating a shifting element of a first input shaft clutch; and fully closing the switching element of the first input shaft clutch when a speed difference between the first transmission input shaft and the third transmission input shaft is less than a predefined threshold value.
  • a highly variable and compact hybrid transmission can be created by a first, second and third transmission input shaft.
  • a third transmission input shaft in combination with a second input shaft coupling with a shifting element In order to operatively connect the first transmission input shaft to the third transmission input shaft, a connection between the two drive machines can be created in a technically simple manner. For example, stationary charging is possible with at least one drive machine designed as an electric drive machine.
  • a robust, highly efficient and compact hybrid transmission can be created by a second drive machine, which is designed as the main starting machine for the motor vehicle.
  • the switching element of the first drive shaft clutch which can be synchronized under load, can be used to set up a starting element for the first drive machine in the lowest gear when the second drive shaft clutch is closed.
  • the first drive machine can be used as a starting element or starting machine, for example in the event of a failure of the energy supply or a general malfunction of the first drive machine.
  • the hybrid transmission has a higher level of reliability, since a failure of the main starting machine can be compensated for by the transmission. For this purpose, no separate emergency starting element is provided in the hybrid transmission.
  • An existing shift element can be used both as a gear step shift element and as a starting element or emergency starting element.
  • the first drive machine includes an internal combustion engine.
  • the second drive machine includes a first electric drive machine.
  • a hybrid drive train with the hybrid transmission can be created in a technically simple manner.
  • a second drive machine in the form of an electric drive machine makes it technically easy to start from a standstill without slippage in the transmission.
  • An efficient starting process can be set up with the hybrid transmission.
  • a first drive machine in the form of an internal combustion engine makes it possible to effectively prevent a motor vehicle with a hybrid transmission according to the invention from breaking down due to a discharged energy store.
  • a combustion engine can be supplied with sufficient energy reserves to continue the journey in a technically simple manner by filling up a fuel tank.
  • the shifting elements of the gear shifting devices and/or the shifting element of the second drive shaft clutch are designed as form-locking shifting elements, in particular as claw shifting elements or blocking synchronizations. Additionally or alternatively, at least two of the shifting elements of the gear shifting devices and/or the shifting element of the second drive shaft clutch are designed as a double shifting element and can be actuated by a double-acting actuator.
  • the use of positive shifting elements leads to a highly efficient hybrid transmission. Synchronized shifting elements allow the shifting elements to be engaged preferably without prior synchronization of the hybrid transmission. With synchronized shifting elements, it is possible to shift relatively quickly. With a double shift element, the hybrid transmission can be constructed with fewer components, since only one actuator has to be used to actuate a double shift element. Controlling the hybrid transmission is simplified by fewer actuators.
  • the third transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and surrounds the first transmission drive shaft at least in sections.
  • the second transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and surrounds the third transmission drive shaft at least in sections.
  • a gear in particular a gear with a second-largest transmission in terms of absolute value, is assigned to the third transmission input shaft.
  • a gear can be created in the hybrid transmission, which can be assigned either only to the first drive machine or only to the second drive machine. In particular, this makes it possible for the drive machine, to which the gear stage is not assigned, not to have to be dragged along unnecessarily.
  • a highly efficient hybrid transmission can be created.
  • a further, in particular two further, gear stages, with a maximum and second-highest gear ratio in terms of absolute value are assigned to the first transmission input shaft.
  • the hybrid transmission can be expanded in a technically simple manner by one, in particular two, gear stages, preferably for the first drive motor.
  • a highly variable hybrid transmission with a sufficiently high spread for the first drive machine can be created.
  • the hybrid transmission has a transmission brake assigned to the first drive shaft for synchronizing the internal combustion engine and/or the hybrid transmission when shifting gears for the internal combustion engine, the transmission brake preferably comprising a second electric drive unit.
  • a transmission brake By providing a transmission brake, a cost-efficient hybrid transmission can be created in particular, which nevertheless enables comparatively quick shifts for the internal combustion engine. Driving comfort can be increased.
  • an axially compact and functionally extensive hybrid transmission can be created.
  • a highly functional transmission brake can be created by a transmission brake that includes a second electric drive machine. When synchronizing, the braking power absorbed by the transmission brake can preferably be at least partially converted into electrical energy.
  • a hybrid drive train with two electric drive machines can be created.
  • the hybrid transmission has a countershaft and idler and fixed wheels which are arranged in several wheel set planes and form the gear stages.
  • a planetary gear set forms at least one gear step.
  • a lowest and a second-lowest gear can be shifted under load, preferably independently of the drive machine assigned to the gears.
  • driving comfort that can be achieved with the hybrid transmission can be achieved, in particular independently of the driving comfort selected drive machine can be achieved.
  • the power shift preferably takes place via the shifting element of the first drive shaft clutch.
  • the hybrid transmission has four combustion gears, three of which are designed for driving purely with the internal combustion engine.
  • the hybrid transmission has two electric gears that are designed for purely electric driving.
  • each electric gear can be combined with at least three combustion gears in a hybrid driving mode.
  • the motor vehicle drive train includes a transmission brake, which is assigned to the first transmission drive shaft, and preferably includes a second electric drive machine.
  • a motor vehicle drive train with two electric drive machines can be created in a technically simple manner.
  • at least one of the electric drive machines can be used as a transmission brake and thus support the internal combustion engine when synchronizing during switching operations.
  • the first electric drive machine can be controlled as a starter generator for starting the internal combustion engine.
  • the first electric drive machine can be controlled as a charging generator for charging an energy store.
  • the motor vehicle drive train can be operated efficiently. Fuel consumption can be reduced.
  • an additional starter for the internal combustion engine can be dispensed with.
  • Stationary charging or charging in neutral is to be understood in particular as the operation of the electric drive machine as a generator, preferably when the internal combustion engine is at a standstill, in order to fill an energy storage device and/or feed on-board electronics.
  • an actuator is in particular a component that converts an electrical signal into a mechanical movement.
  • actuators used with double switching elements perform movements in two opposite directions in order to switch one switching element of the double switching element in the first direction and to switch the other switching element in the second direction.
  • a gear change occurs in particular by disengaging a shifting element and/or a clutch and simultaneously engaging the shifting element and/or the clutch for the next higher or lower gear.
  • the second shifting element and/or the second clutch takes over the torque from the first shifting element and/or the first clutch bit by bit until the entire torque is taken over by the second shifting element and/or the second clutch at the end of the gear stage change.
  • a gear change can take place more quickly, and positive-locking shifting elements can preferably be used in this case.
  • a low gear is to be understood as meaning a gear with a large translation in terms of absolute value.
  • gears are to be understood as forward gears, with the gears assigned to the electric drive machine being able to be used as reverse gears by reversing the direction of rotation of an electric drive machine. It goes without saying that the hybrid transmission can also be expanded to include a mechanical reverse gear.
  • An internal combustion engine can be, in particular, any machine that can generate a rotary motion by burning a drive medium, such as gasoline, diesel, kerosene, ethanol, liquid gas, LPG, etc.
  • An internal combustion engine can be, for example, an Otto engine, a diesel engine, a Wankel engine or a two-stroke engine.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle with a motor vehicle drive train according to the invention
  • FIG. 2 shows a simplified schematic representation of a variant of a hybrid transmission according to the invention
  • FIG. 3 shows a simplified schematic representation of a further variant of a hybrid transmission according to the invention.
  • FIGS. 2 to 5 shows a switching matrix of the switching states of the hybrid transmission according to FIGS. 2 to 5;
  • FIG. 7 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention.
  • FIG. 8 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention.
  • FIG. 10 shows a more detailed schematic illustration of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 9;
  • FIG. 11 shows a switching matrix of the hybrid transmission of FIG. 10
  • FIG. 12 shows a combination matrix of the combinable electric gears and combustion gears of the hybrid transmission according to FIG. 10;
  • FIG. 16 shows a more detailed illustration of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 15;
  • FIG. 17 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention.
  • FIG. 18 shows a detailed schematic representation of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 17.
  • a motor vehicle 10 with a motor vehicle drive train 12 is shown schematically in FIG. 1 .
  • the motor vehicle drive train 12 has a first drive machine and a second drive machine.
  • the second drive machine comprises a first electric drive machine 14 and the second drive machine comprises an internal combustion engine 16.
  • the drive machines are connected to a rear axle of the motor vehicle 10 by means of a hybrid transmission 18. It goes without saying that a connection to a front axle of motor vehicle 10 is also possible.
  • the motor vehicle 10 also has a Energy store 20 to store energy that is used to supply the first electric drive machine 14 .
  • a hybrid transmission 18 is shown in a simplified scheme, with the switching elements being drawn in at the appropriate points in the manner of an electrical circuit diagram.
  • the scheme forms an intermediate abstraction between a switching matrix and the following schematic transmission representations of hybrid transmissions 18 according to Figures 10, 13, 14, 16 and 18.
  • Drive power of the first electric drive machine 14 can be translated by a first translation 22 .
  • Driving power of the internal combustion engine 16 can be translated by a second gear ratio 24 .
  • the hybrid transmission 18 also has an output 26 in order to derive the translated drive power of the first electric drive machine 14 and/or the internal combustion engine 16 from the hybrid transmission 18 .
  • a first shifting element A is arranged after the first gear ratio 22, with the drive power of the first electric drive machine 14 translated by the first gear ratio 22 being supplied to the output 26 by closing the first shifting element A.
  • a second shifting element B is arranged in front of the second gear ratio 24 in the power flow direction.
  • a sixth shifting element G is arranged after the second gear ratio 24 in the power flow direction.
  • a fifth shifting element E is arranged after the second shifting element B in the direction of power flow, which can supply the drive power of the internal combustion engine 16 to the first gear ratio 22 by closing. Furthermore, by closing the fifth switching element E, the internal combustion engine 16 can be operatively connected to the first electric drive machine 14 when the second switching element B is closed.
  • the switching element E is designed as a friction switching element, so when the first switching element A is closed and the second switching element B is closed, the drive power of the internal combustion engine 16 can be reduced by the first gear ratio 22 .
  • the internal combustion engine 16 can be used for starting by gradually closing the frictionally engaged fifth shifting element E.
  • the second switching element B is a switching element of a second drive shaft clutch.
  • the fifth shifting element E is a shifting element of a first drive shaft clutch.
  • a first transmission input shaft is indicated at 36 and is connected to the internal combustion engine 16 .
  • a second transmission input shaft 38 is connected to the first electric drive machine.
  • the first transmission input shaft 36 can be connected to a third transmission input shaft 40 in a drivingly effective manner.
  • the second transmission input shaft 38 can be connected to a third transmission input shaft 40 in a drivingly effective manner.
  • a start-up can take place, for example, as follows.
  • the first switching element A and the second switching element B are to be closed.
  • the sixth switching element G is open.
  • the fifth shifting element E can be operated in a slipping manner for starting by means of the internal combustion engine 16, so that a vehicle accelerates and a differential speed at the fifth shifting element E is reduced.
  • the first electric drive machine 14 preferably does not require a starting element. In particular, when a torque can already be provided by the first electric drive machine 14 from a standstill. It goes without saying that the first electric drive machine 14 can support the starting process.
  • the torque generated by the first electric drive machine 14 is not conducted via the fifth shifting element E when starting off with the first electric drive machine 14 .
  • the fifth switching element E can be designed advantageously, in particular with regard to lower actuator forces required, less installation space and lower costs. Finally, ie when a differential speed at the fifth shifting element E has been reduced, the fifth shifting element E can be completely engaged. A journey then takes place in which the first gear ratio is 22 corresponding gear, preferably the lowest gear of the hybrid transmission 18.
  • a traction upshift from the gear stage corresponding to the first translation 22 to the gear stage corresponding to the second translation 24 can take place as follows.
  • the gear stage corresponding to the first translation 22 is engaged, ie the first shifting element A is closed.
  • the other switching elements are open.
  • the sixth switching element G has to be synchronized. If the sixth switching element G is designed as a blocking synchronization, the sixth switching element G synchronizes itself.
  • the sixth switching element G is then closed.
  • the fifth shifting element E takes over the load, with the fifth shifting element E being operated in a slipping manner.
  • the drive power of the first electric drive machine 14 is successively transmitted to the output 26 via the second gear ratio 24 and the sixth shifting element G.
  • the first switching element A is successively relieved.
  • the first switching element A is preferably designed as a claw switching element.
  • the speed of the first electric drive machine 14 can be adjusted.
  • the torque that is transmitted by means of the fifth shifting element E can be adjusted with regard to a driver's request. It goes without saying that completely locking the fifth shifting element E and keeping it locked corresponds to driving in the gear stage corresponding to the second translation 24 .
  • the fifth shifting element E is transferred from the closed state to slipping operation, with the fifth shifting element E transmitting torque but with a speed difference between the input and the output of the fifth shifting element E being present.
  • a sufficiently small differential speed can be, for example, of the order of less than 50 revolutions per minute.
  • the first switching element A is closed and kept closed.
  • the fifth switching element E is then fully opened, with the load being completely transferred to the first switching element A in this load transfer phase.
  • a gear step change is described from a state in which both drive machines are operated in the gear step corresponding to the first gear ratio 22, to a state in which the first electric drive machine 14 is operated in the gear step corresponding to the first gear ratio and the internal combustion engine 16 is operated in the gear stage corresponding to the second translation 24 .
  • internal combustion engine 16 starts moving via fifth switching element E.
  • Internal combustion engine 16 is then recoupled, fifth switching element E being opened, sixth switching element G being synchronized and closed.
  • This state change is a so-called output-assisted shift, with the internal combustion engine 16 experiencing a transmission of the drive power and the first electric drive machine 14 maintaining a torque at the output 26 .
  • a gear stage change for the first electric drive machine 14 can take place, so that both drive machines, ie the internal combustion engine 16 and the first electric drive machine 14 are operated in the gear stage corresponding to the second gear ratio 24 .
  • the load is taken over by the fifth shifting element E, with the fifth shifting element E being operated in a slipping manner.
  • the drive power of the first electric drive machine 14 is successively transmitted to the output 26 via the second gear ratio 24 and the sixth shifting element G. As a result, the first shifting element A is relieved.
  • the first switching element A is opened.
  • the speed of the first electric drive machine 14 is then adjusted. In this case, the speed is reduced.
  • the fifth switching element E can then be fully closed and kept closed. It goes without saying that the rotational speed of the first electric drive machine 14 can be reduced by this closing.
  • the traction downshift takes place from the gear stage corresponding to the second translation into the gear stage corresponding to the first translation 22 for the first electric drive motor 14, with the second shifting element B remaining closed.
  • FIG. 3 A further simplified schematic illustration of a hybrid transmission 18 is shown in FIG. 3 .
  • the first switching element A in the power flow direction in front of the first translation 22 is arranged.
  • the sixth shifting element G is arranged in front of the second gear ratio 24 in the power flow direction.
  • FIG. 4 A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown schematically in FIG. 4 .
  • the first translation 22 is set up by means of two first partial translations 22a and 22b, with the first shifting element A being arranged between the two partial translations 22a, 22b in the power flow direction.
  • the second translation 24 is set up by two second partial translations 24a, 24b, with the sixth shifting element G being arranged between the two partial translations 22a, 22b in the power flow direction.
  • FIG. 5 A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown schematically in FIG. 5 .
  • a pre-ratio 28 is set up for the first electric drive machine 14, with the pre-ratio 28 for the first electric drive machine 14 in the power flow direction between the fifth shifting element E or the first translation 22 and the first electric drive machine 14 is arranged.
  • a pre-ratio 30 for the drive power of the internal combustion engine 16 is provided, which is arranged in the power flow direction between the second shifting element B and the fifth shifting element or the second translation 24 .
  • FIGS. 2 to 5 shows a switching matrix 32 of the hybrid transmission 18 according to FIGS. 2 to 5.
  • the operating states or gear stages or gear stage combinations are named in a first column.
  • the switching states of the switching elements A, B, E and G are named in the second to sixth columns.
  • An "X" in the shifting matrix means that the respective shifting element is closed, i.e. drivingly connects the transmission components assigned to it. It goes without saying that if there is no entry in the switching matrix, the corresponding switching element is to be regarded as open, that is to say does not transmit any drive power.
  • a charge to neutral LiN mode also known as idle charging, can be established by closing the second switching element B and the fifth switching element E. In this state, the internal combustion engine 16 is drivingly connected to the first electric drive machine 14 and can operate it as a generator.
  • the first switching element A To set up the first electric gear stage E1, the first switching element A must be closed.
  • the electric gear stage E2 can be set up by closing the fifth switching element E and the sixth switching element G.
  • the first electric gear E1 can be used in combination with the first combustion gear V1. This state can be set up by closing the first switching element A, the second switching element B and the fifth switching element E.
  • the first electric gear stage E1 can be combined with the second combustion gear stage V2. To set up this state, the first switching element A, the second switching element B and the sixth switching element G must be closed.
  • the second electric gear stage E2 can be combined with the second combustion gear stage V2. This state can be set up by closing the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G.
  • the second combustion gear stage V2 is set up by closing the second switching element B and the sixth switching element G.
  • a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown simply and schematically in FIG.
  • the pre-transmission 30 for the internal combustion engine 16 is set up by a planetary gear set.
  • An element of the planetary gear set can be fixed by closing the second switching element B, ie with a housing-fixed component are drivingly connected.
  • a translation can be set up by closing the second shifting element B by means of the planetary gear set.
  • the planetary gear set can preferably be blocked by a further shifting element, so that the planetary gear set can transmit drive power to the internal combustion engine 16 without setting up a gear ratio.
  • the hybrid transmission 18 has no pre-transmission 28 for the first electric drive machine 14 .
  • the second translation 24 can also be set up by means of a planetary gear set.
  • An element of the planetary gear set can be fixed by closing the sixth switching element G.
  • This planetary gear set can also preferably be blocked by a further shifting element, so that the planetary gear set can transmit drive power without performing a translation of the drive power.
  • the hybrid transmission 18 has the first electric drive machine 14 and the internal combustion engine 16 .
  • a transmission brake 34 is provided in the hybrid transmission, which is drivingly connected to the internal combustion engine 16 .
  • the transmission brake 34 can preferably include a second electric drive machine.
  • the hybrid transmission 18 has a total of four gears.
  • the first gear can be assigned to the first electric drive machine 14 by closing the first switching element A.
  • the second gear can be assigned to the internal combustion engine by closing the second shifting element B, with the second gear being assigned to the output 26 by closing the sixth shifting element G is assignable.
  • the third gear can be assigned to the internal combustion engine 16 by closing a third shifting element C.
  • the fourth gear can be assigned to the internal combustion engine 16 by closing a fourth shifting element D.
  • the second gear can be assigned to the first electric drive machine 14 by means of the fifth shifting element E. Furthermore, by closing the second switching element B and the fifth switching element E, the first gear can be assigned to the internal combustion engine 16 and/or the third and fourth gear can be assigned to the first electric drive machine.
  • the first gear can be assigned to the first electric drive motor 14 and, in parallel, the second gear can be assigned to the internal combustion engine 16 .
  • all gear stages of the hybrid transmission 18 of the internal combustion engine 16 can be assigned as output-coupled circuits.
  • the second gear can be decoupled from the output 26 by the sixth shifting element G, so that the fifth shifting element E can be used to start off in the first gear of the hybrid transmission 18 with the internal combustion engine 16 alone. I understand that the switching element E is operated in a slipping manner.
  • the first gear can, for example, be geared longer than in non-hybridized or only weakly hybridized transmissions.
  • the hybrid transmission 18 according to FIG. 9 is shown in more detail.
  • the internal combustion engine 16 is operatively connected to a first transmission input shaft 36 .
  • a torsion damper which is not described in detail, can be provided.
  • the first transmission drive shaft 36 is designed as a solid shaft and has the transmission brake 34 on a side opposite the connection side of the internal combustion engine 16 .
  • the transmission brake 34 is designed as a friction shift element and is connected to a component fixed to the housing, so that the first transmission drive shaft 36 can be braked when the friction shift element is engaged.
  • the hybrid transmission 18 also has a second transmission drive shaft 38 which is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the first transmission drive shaft 36 .
  • the second transmission drive shaft 38 is operatively connected to the first electric drive machine 14 .
  • the first electric drive machine 14 is designed as an axis-parallel electric drive machine and is connected in a drivingly effective manner to the second transmission drive shaft 38 via a traction drive, a gear chain or another type of connection known in principle from the prior art.
  • the hybrid transmission 18 also has a third transmission drive shaft 40 which is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the first transmission drive shaft 36 .
  • the second transmission input shaft 38 also surrounds the third transmission input shaft 40 at least in sections.
  • the hybrid transmission 18 also has a countershaft 42 .
  • a fixed wheel is arranged on the second transmission drive shaft 38 , which forms the first gear step and is in engagement with a loose wheel arranged on the countershaft 42 .
  • the loose wheel arranged on the countershaft 42 can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the first shifting element A.
  • a loose wheel of the second gear stage is also arranged on the countershaft 42 and meshes with a fixed wheel arranged on the third transmission input shaft 40 .
  • the loose wheel of the second gear can be connected to the countershaft 42 in a drive-effective manner by closing the sixth shifting element G.
  • a loose wheel of the third and a loose wheel of the fourth gear are also arranged, each with a arranged on the first transmission input shaft 36 fixed wheel of the third gear and one on the first Transmission input shaft 36 arranged fixed gear comb the fourth gear.
  • the loose wheel of the third gear stage can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the third shifting element C.
  • the loose wheel of the fourth gear stage can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the fourth shifting element D.
  • the third switching element C and the fourth switching element D are combined to form a double switching element.
  • the third transmission input shaft 40 can be connected in a drivingly effective manner to the first transmission input shaft 36 by closing the second shifting element B.
  • the second shifting element B is accordingly a shifting element of a second drive shaft clutch.
  • the switching element B is arranged approximately centrally in the hybrid transmission 18 adjacent to the fixed wheel of the third gear and adjacent to the fixed wheel of the second gear.
  • the fifth shifting element E is arranged on the third transmission input shaft 40 on the side opposite the connection side of the second shifting element B. By closing the fifth shifting element E, the third transmission input shaft 40 can be drivingly connected to the second transmission input shaft 38 .
  • the fifth shifting element E is designed as a friction shifting element and is a shifting element of a first drive shaft clutch.
  • An output pinion is also arranged on the countershaft 42 and meshes with a fixed wheel arranged on a differential in order to form the output 26 .
  • the output pinion is arranged on the same side of the hybrid transmission 18 as the fifth shifting element E.
  • gears that can be set by means of the gears are labeled on the gears for better understanding, the gears that can be set by means of the gears or pairs of gears being labeled only radially on the outside for reasons of clarity.
  • FIG 11 shows a switching matrix of the hybrid transmission 18 according to FIGS. 9 and 10 analogously to the switching matrix 32 of FIG. 6, the switching states of the first to sixth switching elements A to E, G being shown in the second to seventh columns.
  • area codes are also noted as "V".
  • a neutral charge can be established by closing the second switching element B and the fifth switching element E.
  • the first electric gear stage E1 can be engaged by closing the first switching element A.
  • the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G can be preselected.
  • the second switching element B can be closed as a gear preselection for the first combustion gear stage V1 of the internal combustion engine 16 .
  • the switching element G can be closed in order to preselect the second electric gear stage E2 of the first electric drive machine 14 .
  • the fifth switching element E can be closed or preselected, for example to reduce drag torque.
  • the second electric gear stage E2 can be set up by closing the fifth switching element E and the sixth switching element G. Preferably no switching elements are preselected in the electric gear stage E2.
  • the first electric gear stage E1 can be driven in combination with the first combustion gear stage V1. To set up this state, the first switching element A, the second switching element B and the fifth switching element E are to be closed. Again, no switching elements are preselected.
  • the first electric gear stage E1 can be combined with the second combustion gear stage V2.
  • the first switching element A is to be closed
  • the second switching element B is to be closed
  • the sixth switching element G is to be closed.
  • the first electric gear stage E1 can be combined with the third combustion gear stage V3.
  • the second switching element B can be preselected.
  • the fifth switching element can be preselected or closed, for example in order to reduce drag torque.
  • the sixth switching element G can be preselected in order to prepare the state of the second electric gear stage E2 combined with the third combustion gear stage V3.
  • the electric gear stage E1 can be combined with the fourth combustion gear stage V4.
  • the first switching element A and the fourth switching element D must be closed.
  • a gear preselection for the combination of the second electric gear stage E2 and the fourth combustion gear stage V4 can also take place by preselecting the sixth shifting element G.
  • the second switching element B can be preselected.
  • the second electric gear stage E2 can be combined with the second combustion gear stage V2. This state is achieved by engaging the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
  • the second electric gear E2 can be combined with the third combustion gear V3. This state is achieved by engaging the third switching element C, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, preferably no further switching elements are preselected.
  • the second electric gear stage E2 can be combined with the fourth combustion gear stage V4. This state is achieved by engaging the fourth switching element D, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
  • a hybrid gear EH3 can be combined with the third combustion gear V3.
  • the second switching element B, the third switching element C and the fifth switching element E are to be closed.
  • Hybrid gear means that the corresponding gear for the first electric drive machine 14 only at coupled internal combustion engine 16 can be set up. In this state, preferably no switching elements are preselected.
  • a hybrid gear stage EH4 can be combined with the fourth combustion gear stage V4.
  • the second switching element B, the fourth switching element D and the fifth switching element E are to be closed. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
  • the second combustion gear stage V2 can be set up by closing the second switching element B and the sixth switching element G. No further switching elements are preferably preselected here.
  • the third combustion gear stage V3 can be set up by closing the third switching element C.
  • a gear can be preselected for the third hybrid gear stage EH3 combined with the third combustion gear stage V3.
  • a gear can be preselected for the state of the second electric gear stage E2 combined with the third combustion gear stage V3.
  • the fifth shifting element E can be preselected, for example to reduce drag torque.
  • the fourth combustion gear stage V4 can be set up by closing the fourth switching element D.
  • the second switching element B can be preselected in order to set up a gear preselection for the fourth hybrid gear stage EH4 combined with the fourth combustion gear stage V4.
  • the sixth switching element G can be preselected in order to set up a gear selection for the state of the second electric gear stage E2 combined with the fourth combustion gear stage V4. It goes without saying that here too the fifth shifting element E can be closed or preselected, for example in order to reduce drag torques.
  • a combination matrix 46 in a combination matrix 46, the combinability of the combustion gears V1 to V4 with the electric gears E1 and E2 or the Hybrid gears EH3 and EH4 shown.
  • EO and VO mean that no gear is engaged for the corresponding engine. So in the case of EO, no gear is engaged for the first electric drive machine 14 . In the case of VO, the engine 16 is not in gear. Consequently, the column VO designates the pure electric driving mode. The electric gears E1 and E2 can be combined with the combustion gear "VO". Conversely, the line EO designates the pure combustion gears. Consequently, the combustion gears V2 to V4 can be set up as pure combustion gears.
  • the first electric gear stage E1 can be combined with all combustion gear stages V1 to V4.
  • the second electric gear E2 can be combined with the second to fourth combustion gears V2 to V4.
  • the hybrid gear EH3 can be combined with the third combustion gear V3.
  • the fourth hybrid gear EH4 can be combined with the fourth combustion gear V4.
  • FIG. 1 A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown in FIG.
  • the transmission brake 34 is no longer arranged directly on the first transmission drive shaft 36, but on another transmission shaft and by means of a traction mechanism or a gear chain or another type of drive with the fixed wheel that is known in principle from the prior art the fourth gear of the hybrid transmission 18 drivingly connected.
  • FIG. 13 A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown in FIG.
  • the transmission brake 34 includes a second electric drive machine.
  • part of the energy that is released when the transmission brake 34 is activated is not dissipated as heat, as in the variant shown in FIG. 13, but can be converted into electrical energy by the second electrical drive machine operated as a generator.
  • the hybrid transmission 18 according to FIG. 15 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a simple, schematic manner. Different from that shown in FIG Embodiment, the hybrid transmission 18 according to FIG. 15 has three gears. In this respect, the fourth switching element D is omitted.
  • the hybrid transmission 18 according to the invention according to FIG. 15 is shown in more detail. Due to the omission of the fourth shifting element D, all shifting elements of the hybrid transmission 18 are designed as single shifting elements. Furthermore, the wheel set level for forming the fourth gear of the hybrid transmission 18 is omitted. The hybrid transmission 18 according to FIG. 16 is consequently shorter in axial terms.
  • FIG. 17 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a simplified, schematic manner.
  • the hybrid transmission 18 has only two gears.
  • the third switching element C is omitted.
  • the hybrid transmission 18 according to FIG. 17 is shown in more detail.
  • the wheel set plane for forming the third gear of the hybrid transmission 18 is omitted.
  • the third shifting element C is also omitted.
  • the hybrid transmission 18 is axially shorter.
  • the transmission brake 34 can comprise a second electric drive machine. It is also understood that the loose and fixed wheels or switching elements can be interchanged. It is further understood that an arrangement of the gear-forming pairs of gears can also be permuted.

Abstract

The present invention relates to a hybrid transmission (18) for a motor vehicle drivetrain (12) of a motor vehicle (10), comprising: - a first transmission drive shaft (36) for operatively connecting a first drive machine of the motor vehicle to the hybrid transmission; - a second transmission drive shaft (38) for operatively connecting a second drive machine of the motor vehicle to the hybrid transmission; - a third transmission drive shaft (40); - a first drive-shaft clutch having a switch element (E), for operatively connecting the second transmission drive shaft to the third transmission drive shaft; - a second drive-shaft clutch having a switch element (B), for operatively connecting the first transmission drive shaft to the third transmission drive shaft; - at least two gear ratios (22, 24) for forming at least two gear steps (V1, V2, V3, V4, E1, E2, EH3, EH4), which gear ratios can be established by gear wheels; - a plurality of gear-shift devices having switch elements (A, C, D, G) for engaging the gear steps; and - an output (26) for transmitting drive power from the hybrid transmission; wherein: - a lowest gear step is assigned to the second transmission drive shaft; - the second drive machine is designed as a main start-up machine for the motor vehicle in order to start up in the hybrid transmission from the stationary state with the gear step engaged with a quantitively largest gear ratio without slippage; and - the switch element of the first drive-shaft clutch can be synchronised under load, so that the tensile load of the at least two gear steps for the second drive machine can be switched and so as to form a start-up element for the first drive machine in the lowest gear step when the second drive-shaft clutch is closed, which element can be progressively closed when there is a difference in rotational speed. The present invention also relates to a motor vehicle drivetrain having such a hybrid transmission, to a motor vehicle (10) having such a motor vehicle drivetrain, and to a method for start-up.

Description

HYBRIDGETRIEBE, KRAFTFAHRZEUGANTRIEBSSTRANG, KRAFTFAHRZEUG, UND VERFAHREN ZUM ANFAHREN MIT DEM HYBRIDGETRIEBE HYBRID TRANSMISSION, AUTOMOTIVE POWERTRAIN, AUTOMOTIVE, AND METHOD OF STARTING WITH THE HYBRID TRANSMISSION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. The present invention relates to a hybrid transmission, a motor vehicle drive train with such a hybrid transmission and a motor vehicle with such a motor vehicle drive train.
Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei werden sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden. Vehicles are increasingly equipped with hybrid drives, i. H. equipped with at least two different power sources. Hybrid drives can help reduce fuel consumption and pollutant emissions. Drive trains with an internal combustion engine and one or more electric motors as parallel hybrids or as mixed hybrids have largely become established. Such hybrid drives have a substantially parallel arrangement of the internal combustion engine and the electric drive in the power flow. Here, both a superimposition of the drive torques and control with a purely internal combustion engine drive or purely electric motor drive are made possible. Since the drive torques of the electric drive and the internal combustion engine can add up depending on the activation, a comparatively smaller design of the internal combustion engine and/or its temporary shutdown is possible. As a result, a significant reduction in CO2 emissions can be achieved without any significant loss of performance or comfort. The possibilities and advantages of an electric drive can thus be combined with the range, performance and cost advantages of internal combustion engines.
Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher. A disadvantage of the hybrid drives mentioned above is their generally more complex structure, since both drive sources preferably transmit drive power to a drive shaft with only one transmission. As a result, such transmissions are usually complicated and expensive to produce. A reduction in complexity in the design of a hybrid transmission usually goes hand in hand with a loss of variability.
Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang dar- zustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird. This disadvantage can be at least partially overcome by means of dedicated hybrid transmissions or "Dedicated Hybrid Transmissions" (DHT), in which an electric machine is integrated into the transmission in order to present the full range of functions. to deliver. For example, the mechanical transmission part in particular can be simplified in the transmission, for example by eliminating the reverse gear, with at least one electric machine being used instead.
Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes. Dedicated hybrid transmissions can emerge from known transmission concepts, i.e. from double clutch transmissions, converter planetary transmissions, continuously variable transmissions (CVT) or automated manual transmissions. The electric machine becomes part of the transmission.
Die Druckschrift DE 10 2017 218 513 A1 offenbart einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Antriebseinheit, die eine erste Antriebseinrichtung aufweist, über die erste Antriebsleistung bereitstellbar ist; einer zweiten Antriebseinheit, die eine zweite Antriebseinrichtung aufweist, über die zweite Antriebsleistung bereitstellbar ist; einer Abtriebseinrichtung, die mit angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges verbindbar ist; einer ersten Getriebeanordnung, die einen ersten Getriebeeingang und einen ersten Getriebeausgang aufweist; einer zweiten Getriebeanordnung, die einen zweiten Getriebeeingang und einen zweiten Getriebeausgang aufweist; wobei die erste Antriebseinrichtung mit dem ersten Getriebeeingang verbunden ist und wobei die zweite Antriebseinrichtung mit dem zweiten Getriebeeingang verbunden ist; und wobei der erste und der zweite Getriebeausgang mit der Abtriebseinrichtung verbunden sind. Dabei sind der erste und der zweite Getriebeeingang über eine Kupplung miteinander verbindbar oder voneinander trennbar. The publication DE 10 2017 218 513 A1 discloses a hybrid drive train for a motor vehicle, with a first drive unit, which has a first drive device, via which the first drive power can be provided; a second drive unit, which has a second drive device, via which the second drive power can be provided; an output device which can be connected to driven wheels of the motor vehicle; a first transmission assembly having a first transmission input and a first transmission output; a second transmission assembly having a second transmission input and a second transmission output; wherein the first drive device is connected to the first transmission input and wherein the second drive device is connected to the second transmission input; and wherein the first and second transmission outputs are connected to the output device. The first and the second transmission input can be connected to one another or separated from one another via a clutch.
Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein kompaktes mehrgängiges Hybridgetriebe zu schaffen, das eine erhöhte Ausfallsicherheit aufweist und vorzugsweise technisch einfach erweiterbar ist. Against this background, a person skilled in the art is faced with the task of creating a compact multi-gear hybrid transmission that has increased reliability and is preferably technically easy to expand.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit: einer ersten Getriebeantriebswelle zum Wirkverbinden einer ersten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs mit dem Hybridgetriebe; einer zweiten Getriebeantriebswelle zum Wirkverbinden einer zweiten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs mit dem Hybridgetriebe; einer dritten Getriebeantriebswelle; einer ersten Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement, zum Wirkverbinden der zweiten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle; einer zweiten Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement, zum Wirkverbinden der ersten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle; wenigstens zwei mittels Zahnräder einrichtbaren Übersetzungen zum Bilden von wenigstens zwei Gangstufen; mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen; und einem Abtrieb zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe; wobei eine Gangstufe mit einer betragsmäßig größten Übersetzung der zweiten Getriebeantriebswelle zugeordnet ist; die zweite Antriebsmaschine als Hauptanfahrmaschine für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist, um aus dem Stillstand bei eingelegter niedrigster Gangstufe schlupffrei im Hybridgetriebe anzufahren; und das Schaltelement der ersten Antriebswellen-Kupplung unter Last synchronisierbar ist, um die wenigstens zwei Gangstufen für die zweite Antriebsmaschine zuglastschaltbar auszuführen und um bei geschlossener zweiter Antriebswellen-Kupplung ein Anfahrelement für die erste Antriebsmaschine in der niedrigsten Gangstufe zu bilden, das unter Drehzahldifferenz schrittweise schließbar ist. This object is achieved by a hybrid transmission for a motor vehicle drive train of a motor vehicle, having: a first transmission drive shaft for operatively connecting a first engine of the motor vehicle to the hybrid transmission; a second transmission input shaft for operatively connecting a second prime mover of the motor vehicle to the hybrid transmission; a third transmission input shaft; a first input shaft clutch having a shifting element for operatively connecting the second transmission input shaft to the third transmission input shaft; a second input shaft clutch having a shifting element for operatively connecting the first transmission input shaft to the third transmission input shaft; at least two translations that can be set up by means of gearwheels to form at least two gear stages; a plurality of gear shifting devices with shifting elements for engaging the gear ratios; and an output for transmitting drive power from the hybrid transmission; wherein a gear stage with a maximum translation in terms of absolute value is assigned to the second transmission input shaft; the second drive machine is designed as the main starting machine for the motor vehicle in order to start up from a standstill with the lowest gear engaged in the hybrid transmission without slipping; and the switching element of the first drive shaft clutch can be synchronized under load in order to implement the at least two gear stages for the second drive machine in a load-load shiftable manner and in order to form a starting element for the first drive machine in the lowest gear stage when the second drive shaft clutch is closed, which can be closed step by step with a speed difference is.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit: einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert; einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbunden ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbunden ist. The above object is further achieved by a motor vehicle drive train for a motor vehicle, comprising: a hybrid transmission as defined above; an internal combustion engine drivingly connected to the first transmission input shaft; and a first electric prime mover drivingly connected to the second transmission input shaft.
Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine. Finally, the above object is achieved by a motor vehicle comprising: a motor vehicle drive train as defined above; and an energy store for storing energy for supplying the first electric drive machine.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst von einem Verfahren zum Anfahren mit einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert, mit den Schritten: The above object is also achieved by a method for starting with a hybrid transmission as previously defined, with the steps:
Schließen eines Schaltelements einer zweiten Antriebswellen-Kupplung, um eine erste Getriebeantriebswelle mit einer dritten Getriebeantriebswelle antriebswirksam zu verbinden; closing a shift element of a second input shaft clutch to drivingly connect a first transmission input shaft to a third transmission input shaft;
Schließen eines Schaltelements einer niedrigsten Gangstufe des Hybridgetriebes; closing a shift element of a lowest gear ratio of the hybrid transmission;
Öffnen der übrigen Schaltelemente des Hybridgetriebes; schlupfendes Betreiben eines Schaltelements einer ersten Antriebswellen- Kupplung; und vollständiges Schließen des Schaltelements der ersten Antriebswellen-Kupplung, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der dritten Getriebeantriebswelle kleiner ist als ein vordefinierter Schwellenwert. Opening the other switching elements of the hybrid transmission; slippingly operating a shifting element of a first input shaft clutch; and fully closing the switching element of the first input shaft clutch when a speed difference between the first transmission input shaft and the third transmission input shaft is less than a predefined threshold value.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug sowie das Verfahren entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein. Preferred developments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. In particular, the motor vehicle drive train, the motor vehicle and the method can be designed in accordance with the configurations described for the hybrid transmission in the dependent claims.
Durch eine erste zweite und dritte Getriebeantriebswelle kann ein hochvariables und kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine erste Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement zum Wirkverbinden der zweiten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle, wobei das Schaltelement der ersten Antriebswellen-Kupplung unter Last synchronisierbar ist, erlaubt ein Lastschalten der wenigstens zwei Gangstufen des Hybridgetriebes. Durch eine dritte Getriebeantriebswelle in Kombination mit einer zweiten Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement zum Wirkverbinden der ersten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle kann technisch einfach eine Verbindung der beiden Antriebsmaschinen geschaffen werden. Beispielsweise ist bei wenigstens einer als elektrische Antriebsmaschine ausgebildeten Antriebsmaschine ein Standladen möglich. Durch eine zweite Antriebsmaschine, die als Hauptanfahrmaschine für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei mit der zweiten Antriebsmaschine aus einem Stillstand vorzugsweise bei eingelegter niedrigster Gangstufe schlupffrei im Getriebe angefahren werden kann, kann ein robustes hocheffizientes und kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch das unter Last synchronisierbare Schaltelement der ersten Antriebswellen- Kupplung kann bei geschlossener zweiter Antriebswellen -Kupplung ein Anfahrelement für die erste Antriebsmaschine in der niedrigsten Gangstufe eingerichtet werden. Die erste Antriebsmaschine kann als Anfahrelement bzw. Anfahrmaschine verwendet werden, wie beispielsweise bei einem Ausfall der Energieversorgung oder einer allgemeinem Fehlfunktion der ersten Antriebsmaschine. Das Hybridgetriebe weist eine höhere Ausfallsicherheit auf, da ein Ausfall der Hauptanfahrmaschine mittels des Getriebes ausgeglichen werden kann. Hierzu ist im Hybridgetriebe kein separates Notanfahrelement vorgesehen. Ein bereits vorhandenes Schaltelement ist sowohl als Gangstufen-Schaltelement als auch als Anfahrelement bzw. Notanfahrelement nutzbar. A highly variable and compact hybrid transmission can be created by a first, second and third transmission input shaft. A first drive shaft clutch with a shifting element for operatively connecting the second transmission drive shaft to the third transmission drive shaft, wherein the shifting element of the first drive shaft clutch can be synchronized under load, allows power shifting of the at least two gear stages of the hybrid transmission. Through a third transmission input shaft in combination with a second input shaft coupling with a shifting element In order to operatively connect the first transmission input shaft to the third transmission input shaft, a connection between the two drive machines can be created in a technically simple manner. For example, stationary charging is possible with at least one drive machine designed as an electric drive machine. A robust, highly efficient and compact hybrid transmission can be created by a second drive machine, which is designed as the main starting machine for the motor vehicle. The switching element of the first drive shaft clutch, which can be synchronized under load, can be used to set up a starting element for the first drive machine in the lowest gear when the second drive shaft clutch is closed. The first drive machine can be used as a starting element or starting machine, for example in the event of a failure of the energy supply or a general malfunction of the first drive machine. The hybrid transmission has a higher level of reliability, since a failure of the main starting machine can be compensated for by the transmission. For this purpose, no separate emergency starting element is provided in the hybrid transmission. An existing shift element can be used both as a gear step shift element and as a starting element or emergency starting element.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erste Antriebsmaschine eine Verbrennungsmaschine. Ergänzend umfasst die zweite Antriebsmaschine eine erste elektrische Antriebsmaschine. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybridantriebsstrang mit dem Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine zweite Antriebsmaschine in Form einer elektrischen Antriebsmaschine ermöglicht technisch einfach das Anfahren aus dem Stillstand ohne Schlupf im Getriebe. Es kann ein effizienter Anfahrvorgang mit dem Hybridgetriebe eingerichtet werden. Eine erste Antriebsmaschine in Form einer Verbrennungsmaschine ermöglicht ein effektives Verhindern eines Liegenbleibens eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe aufgrund eines entladenen Energiespeichers. Eine Verbrennungsmaschine kann technisch einfach, durch Auffüllen eines Kraftstofftanks, mit einem ausreichenden Energievorrat versorgt werden, um die Fahrt fortzu setzen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente der Gangschaltvorrichtungen und/oder das Schaltelement der zweiten Antriebswellen-Kupp- lung als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente o- der Sperrsynchronisierungen, ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente der Gangschaltvorrichtungen und/oder das Schaltelement der zweiten Antriebswellen-Kupplung als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Eine Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen führt zu einem hocheffizienten Hybridgetriebe. Synchronisierte Schaltelemente erlauben es, die Schaltelemente vorzugsweise ohne ein vorheriges Synchronisieren des Hybridgetriebes einzulegen. Mit synchronisierten Schaltelementen kann vergleichsweise schnell geschaltet werden. Durch ein Doppelschaltelement, kann das Hybridgetriebe mit weniger Bauteilen aufgebaut werden, da zur Betätigung eines Doppelschaltelements nur ein Aktor verwendet werden muss. Durch weniger Aktoren ist eine Ansteuerung des Hybridgetriebes vereinfacht. In an advantageous embodiment, the first drive machine includes an internal combustion engine. In addition, the second drive machine includes a first electric drive machine. As a result, a hybrid drive train with the hybrid transmission can be created in a technically simple manner. A second drive machine in the form of an electric drive machine makes it technically easy to start from a standstill without slippage in the transmission. An efficient starting process can be set up with the hybrid transmission. A first drive machine in the form of an internal combustion engine makes it possible to effectively prevent a motor vehicle with a hybrid transmission according to the invention from breaking down due to a discharged energy store. A combustion engine can be supplied with sufficient energy reserves to continue the journey in a technically simple manner by filling up a fuel tank. In a further advantageous embodiment, the shifting elements of the gear shifting devices and/or the shifting element of the second drive shaft clutch are designed as form-locking shifting elements, in particular as claw shifting elements or blocking synchronizations. Additionally or alternatively, at least two of the shifting elements of the gear shifting devices and/or the shifting element of the second drive shaft clutch are designed as a double shifting element and can be actuated by a double-acting actuator. The use of positive shifting elements leads to a highly efficient hybrid transmission. Synchronized shifting elements allow the shifting elements to be engaged preferably without prior synchronization of the hybrid transmission. With synchronized shifting elements, it is possible to shift relatively quickly. With a double shift element, the hybrid transmission can be constructed with fewer components, since only one actuator has to be used to actuate a double shift element. Controlling the hybrid transmission is simplified by fewer actuators.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die dritte Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise. Ergänzend ist die zweite Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die dritte Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise. Durch eine derartige Anordnung kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden. Insbesondere kann der für das Hybridgetriebe zur Verfügung stehende Bauraum verbessert ausgenutzt werden. In a further advantageous embodiment, the third transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and surrounds the first transmission drive shaft at least in sections. In addition, the second transmission drive shaft is designed as a hollow shaft and surrounds the third transmission drive shaft at least in sections. Such an arrangement can further improve the compactness of the hybrid transmission. In particular, the installation space available for the hybrid transmission can be better utilized.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Gangstufe, insbesondere eine Gangstufe mit einer betragsmäßig zweitgrößten Übersetzung, der dritten Getriebeantriebswelle zugeordnet. Hierdurch kann eine Gangstufe im Hybridgetriebe geschaffen werden, die sowohl nur der ersten Antriebsmaschine als auch nur der zweiten Antriebsmaschine zugeordnet werden kann. Das ermöglicht insbesondere, dass die Antriebsmaschine, der die Gangstufe nicht zugeordnet ist, nicht unnötig mitgeschleppt werden muss. Es kann ein hocheffizientes Hybridgetriebe geschaffen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind eine weitere, insbesondere zwei weitere Gangstufen, mit einer betragsmäßig größten und zweitgrößten Übersetzung, der ersten Getriebeantriebswelle zugeordnet. Hierdurch kann das Hybridgetriebe technisch einfach um eine, insbesondere zwei Gangstufen, vorzugsweise für die erste Antriebsmaschine erweitert werden. Es kann ein hochvariables Hybridgetriebe mit einer ausreichend hohen Spreizung für die erste Antriebsmaschine geschaffen werden. In a further advantageous embodiment, a gear, in particular a gear with a second-largest transmission in terms of absolute value, is assigned to the third transmission input shaft. As a result, a gear can be created in the hybrid transmission, which can be assigned either only to the first drive machine or only to the second drive machine. In particular, this makes it possible for the drive machine, to which the gear stage is not assigned, not to have to be dragged along unnecessarily. A highly efficient hybrid transmission can be created. In a further advantageous embodiment, a further, in particular two further, gear stages, with a maximum and second-highest gear ratio in terms of absolute value, are assigned to the first transmission input shaft. As a result, the hybrid transmission can be expanded in a technically simple manner by one, in particular two, gear stages, preferably for the first drive motor. A highly variable hybrid transmission with a sufficiently high spread for the first drive machine can be created.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine der ersten Antriebswelle zugeordnete Getriebebremse zum Synchronisieren der Verbrennungsmaschine und/oder des Hybridgetriebes bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine auf, wobei die Getriebebremse vorzugsweise eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfasst. Durch das Vorsehen einer Getriebebremse kann insbesondere ein kosteneffizientes Hybridgetriebe geschaffen werden, das dennoch vergleichsweise schnelle Schaltungen für die Verbrennungsmaschine ermöglicht. Der Fahrkomfort kann erhöht werden. Ferner kann ein axial kompaktes und funktional umfangreiches Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch eine Getriebebremse, die eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfasst, kann eine hochfunktionale Getriebebremse geschaffen werden. Vorzugsweise kann beim Synchronisieren die von der Getriebebremse aufgenommene Bremsleistung zumindest teilweise in elektrische Energie umgewandelt werden. Zudem kann ein Hybridantriebsstrang mit zwei elektrischen Antriebsmaschinen geschaffen werden. In a further advantageous embodiment, the hybrid transmission has a transmission brake assigned to the first drive shaft for synchronizing the internal combustion engine and/or the hybrid transmission when shifting gears for the internal combustion engine, the transmission brake preferably comprising a second electric drive unit. By providing a transmission brake, a cost-efficient hybrid transmission can be created in particular, which nevertheless enables comparatively quick shifts for the internal combustion engine. Driving comfort can be increased. Furthermore, an axially compact and functionally extensive hybrid transmission can be created. A highly functional transmission brake can be created by a transmission brake that includes a second electric drive machine. When synchronizing, the braking power absorbed by the transmission brake can preferably be at least partially converted into electrical energy. In addition, a hybrid drive train with two electric drive machines can be created.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine Vorgelegewelle und in mehreren Radsatzebenen angeordnete Los- und Festräder auf, die die Gangstufen bilden. Ergänzend oder alternativ bildet ein Planetenradsatz wenigstens eine Gangstufe. Hierdurch können technisch einfach eine oder mehrere Übersetzungen im Hybridgetriebe geschaffen werden, um Gangstufen zu bilden. In a further advantageous embodiment, the hybrid transmission has a countershaft and idler and fixed wheels which are arranged in several wheel set planes and form the gear stages. In addition or as an alternative, a planetary gear set forms at least one gear step. As a result, one or more translations in the hybrid transmission can be created in a technically simple manner in order to form gear stages.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind eine niedrigste und eine zweitniedrigste Gangstufe, vorzugsweise unabhängig von der den Gangstufen zugeordneten Antriebsmaschine, unter Last schaltbar. Hierdurch kann ein mit dem Hybridgetriebe erreichbarer Fahrkomfort, insbesondere unabhängig von der für den Antrieb gewählten Antriebsmaschine erreicht werden. Vorzugsweise erfolgt die Lastschaltung über das Schaltelement der ersten Antriebswellen-Kupplung. In a further advantageous embodiment, a lowest and a second-lowest gear can be shifted under load, preferably independently of the drive machine assigned to the gears. As a result, driving comfort that can be achieved with the hybrid transmission can be achieved, in particular independently of the driving comfort selected drive machine can be achieved. The power shift preferably takes place via the shifting element of the first drive shaft clutch.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe vier Verbrennungsgangstufen auf, von denen drei zum rein verbrennungsmotorischen Fahren ausgebildet sind. Ergänzend weist das Hybridgetriebe zwei Elektrogangstufen auf, die zum rein elektromotorischen Fahren ausgebildet sind. Weiterhin ergänzend ist jede Elektrogangstufe mit wenigstens drei Verbrennungsgangstufen in einem hybriden Fahrmodus kombinierbar. Hierdurch kann ein kompaktes Hybridgetriebe, insbesondere mit wenigen Bauteilen geschaffen werden, das dennoch eine hohe Variabilität und Flexibilität aufweist. In a further advantageous embodiment, the hybrid transmission has four combustion gears, three of which are designed for driving purely with the internal combustion engine. In addition, the hybrid transmission has two electric gears that are designed for purely electric driving. In addition, each electric gear can be combined with at least three combustion gears in a hybrid driving mode. As a result, a compact hybrid transmission can be created, in particular with few components, which nevertheless has a high level of variability and flexibility.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kraftfahrzeug -Antriebsstrang eine Getriebebremse, die der ersten Getriebeantriebswelle zugeordnet ist, und vorzugsweise eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfasst. Hierdurch kann technisch einfach ein Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit zwei elektrischen Antriebsmaschinen geschaffen werden. Insbesondere kann wenigstens eine der elektrischen Antriebsmaschinen als Getriebebremse verwendet werden und so die Verbrennungsmaschine bei Schaltvorgängen beim Synchronisieren unterstützen. In a further advantageous embodiment, the motor vehicle drive train includes a transmission brake, which is assigned to the first transmission drive shaft, and preferably includes a second electric drive machine. In this way, a motor vehicle drive train with two electric drive machines can be created in a technically simple manner. In particular, at least one of the electric drive machines can be used as a transmission brake and thus support the internal combustion engine when synchronizing during switching operations.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar. Hierdurch kann der Kraftfahrzeug- Antriebsstrang effizient betrieben werden. Der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden. Insbesondere kann auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden. In a further advantageous embodiment, the first electric drive machine can be controlled as a starter generator for starting the internal combustion engine. In addition or as an alternative, the first electric drive machine can be controlled as a charging generator for charging an energy store. As a result, the motor vehicle drive train can be operated efficiently. Fuel consumption can be reduced. In particular, an additional starter for the internal combustion engine can be dispensed with.
Unter Standladen bzw. Laden in Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen. Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten. Stationary charging or charging in neutral is to be understood in particular as the operation of the electric drive machine as a generator, preferably when the internal combustion engine is at a standstill, in order to fill an energy storage device and/or feed on-board electronics. In the present case, an actuator is in particular a component that converts an electrical signal into a mechanical movement. Preferably, actuators used with double switching elements perform movements in two opposite directions in order to switch one switching element of the double switching element in the first direction and to switch the other switching element in the second direction.
Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden. Unter einer niedrigen Gangstufe ist eine Gangstufe mit einer betragsmäßig großen Übersetzung zu verstehen. Vorliegend sind Gangstufen als Vorwärtsgangstufen zu verstehen, wobei durch eine Drehrichtungsumkehr einer elektrischen Antriebsmaschine die der elektrischen Antriebsmaschine zugeordneten Gangstufen als Rückwärtsgangstufen verwendet werden können. Es versteht sich, dass das Hybridgetriebe auch um eine mechanische Rückwärtsgangstufe erweiterbar ist. A gear change occurs in particular by disengaging a shifting element and/or a clutch and simultaneously engaging the shifting element and/or the clutch for the next higher or lower gear. The second shifting element and/or the second clutch takes over the torque from the first shifting element and/or the first clutch bit by bit until the entire torque is taken over by the second shifting element and/or the second clutch at the end of the gear stage change. With prior synchronization, a gear change can take place more quickly, and positive-locking shifting elements can preferably be used in this case. A low gear is to be understood as meaning a gear with a large translation in terms of absolute value. In the present case, gears are to be understood as forward gears, with the gears assigned to the electric drive machine being able to be used as reverse gears by reversing the direction of rotation of an electric drive machine. It goes without saying that the hybrid transmission can also be expanded to include a mechanical reverse gear.
Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein. An internal combustion engine can be, in particular, any machine that can generate a rotary motion by burning a drive medium, such as gasoline, diesel, kerosene, ethanol, liquid gas, LPG, etc. An internal combustion engine can be, for example, an Otto engine, a diesel engine, a Wankel engine or a two-stroke engine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang; The invention is described and explained in more detail below using a few selected exemplary embodiments in connection with the accompanying drawings. Show it: 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle with a motor vehicle drive train according to the invention;
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 2 shows a simplified schematic representation of a variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 3 shows a simplified schematic representation of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 4 shows a simplified schematic representation of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 5 shows a simplified schematic representation of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 6 eine Schaltmatrix der Schaltzustände der Hybridgetriebe gemäß der Figuren 2 bis 5; 6 shows a switching matrix of the switching states of the hybrid transmission according to FIGS. 2 to 5;
Fig. 7 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 7 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 8 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 8 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 9 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 9 shows a simplified schematic representation of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 10 eine detailliertere schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß der Fig. 9; FIG. 10 shows a more detailed schematic illustration of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 9;
Fig. 11 eine Schaltmatrix des Hybridgetriebes der Fig. 10; Fig. 12 eine Kombinationsmatrix der kombinierbaren Elektrogangstufen und Verbrennungsgangstufen des Hybridgetriebes gemäß der Fig. 10; FIG. 11 shows a switching matrix of the hybrid transmission of FIG. 10; FIG. 12 shows a combination matrix of the combinable electric gears and combustion gears of the hybrid transmission according to FIG. 10;
Fig. 13 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 13 shows a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 14 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 14 shows a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 15 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; 15 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention;
Fig. 16 eine detailliertere Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß der Fig. 15; FIG. 16 shows a more detailed illustration of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 15;
Fig. 17 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und 17 shows a simplified schematic illustration of a further variant of a hybrid transmission according to the invention; and
Fig. 18 eine detaillierte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß der Fig. 17. 18 shows a detailed schematic representation of the hybrid transmission according to the invention according to FIG. 17.
In Fig. 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste Antriebsmaschine und eine zweite Antriebsmaschine auf. In dem gezeigten Beispiel umfasst die zweite Antriebsmaschine eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die zweite Antriebsmaschine eine Verbrennungsmaschine 16. Die Antriebsmaschinen sind mittels eines Hybridgetriebes 18 mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden. Es versteht sich, dass auch eine Verbindung mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 möglich ist. A motor vehicle 10 with a motor vehicle drive train 12 is shown schematically in FIG. 1 . The motor vehicle drive train 12 has a first drive machine and a second drive machine. In the example shown, the second drive machine comprises a first electric drive machine 14 and the second drive machine comprises an internal combustion engine 16. The drive machines are connected to a rear axle of the motor vehicle 10 by means of a hybrid transmission 18. It goes without saying that a connection to a front axle of motor vehicle 10 is also possible.
Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und der Verbrennungsmaschine 16 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 20 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 dient. Drive power of the first electric drive machine 14 and the internal combustion engine 16 is supplied to the wheels of the motor vehicle 10 by means of the motor vehicle drive train 12 . The motor vehicle 10 also has a Energy store 20 to store energy that is used to supply the first electric drive machine 14 .
In Fig. 2 ist ein Hybridgetriebe 18 in einem Schema vereinfacht dargestellt, wobei die Schaltelemente an den entsprechenden Stellen nach der Art eines elektrischen Schaltplans eingezeichnet sind. Das Schema bildet eine Zwischenabstraktion zwischen einer Schaltmatrix und der folgenden schematischen Getriebedarstellungen von Hybridgetrieben 18 gemäß der Figuren 10, 13, 14, 16 und 18. In Fig. 2, a hybrid transmission 18 is shown in a simplified scheme, with the switching elements being drawn in at the appropriate points in the manner of an electrical circuit diagram. The scheme forms an intermediate abstraction between a switching matrix and the following schematic transmission representations of hybrid transmissions 18 according to Figures 10, 13, 14, 16 and 18.
Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 ist durch eine erste Übersetzung 22 übersetzbar. Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 ist durch eine zweite Übersetzung 24 übersetzbar. Das Hybridgetriebe 18 weist ferner einen Abtrieb 26 auf, um die übersetzte Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der Verbrennungsmaschine 16 aus dem Hybridgetriebe 18 auszuleiten. Im Leistungspfad der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 ist nach der ersten Übersetzung 22 ein erstes Schaltelement A angeordnet, wobei durch Schließen des ersten Schaltelements A die durch die erste Übersetzung 22 übersetzte Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 dem Abtrieb 26 zugeführt wird. Drive power of the first electric drive machine 14 can be translated by a first translation 22 . Driving power of the internal combustion engine 16 can be translated by a second gear ratio 24 . The hybrid transmission 18 also has an output 26 in order to derive the translated drive power of the first electric drive machine 14 and/or the internal combustion engine 16 from the hybrid transmission 18 . In the power path of the first electric drive machine 14, a first shifting element A is arranged after the first gear ratio 22, with the drive power of the first electric drive machine 14 translated by the first gear ratio 22 being supplied to the output 26 by closing the first shifting element A.
In Leistungsflussrichtung vor der zweiten Übersetzung 24 ist ein zweites Schaltelement B angeordnet. In Leistungsflussrichtung nach der zweiten Übersetzung 24 ist ein sechstes Schaltelement G angeordnet. Durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements G kann die Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 durch die zweite Übersetzung 24 übersetzt werden und dem Abtrieb 26 zugeführt werden. A second shifting element B is arranged in front of the second gear ratio 24 in the power flow direction. A sixth shifting element G is arranged after the second gear ratio 24 in the power flow direction. By closing the second shifting element B and the sixth shifting element G, the drive power of the internal combustion engine 16 can be translated through the second gear ratio 24 and supplied to the output 26 .
In Leistungsflussrichtung nach dem zweiten Schaltelement B ist ein fünftes Schaltelement E angeordnet, das durch Schließen die Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 der ersten Übersetzung 22 zuführen kann. Ferner kann durch Schließen des fünften Schaltelements E die Verbrennungsmaschine 16, bei geschlossenem zweiten Schaltelement B, mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 wirkver- bunden werden. Das Schaltelement E ist als Reibschaltelement ausgeführt, sodass bei geschlossenem ersten Schaltelement A und geschlossenem zweiten Schaltelement B die Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 von der ersten Übersetzung 22 untersetzt werden kann. Durch schrittweises Schließen des reibschlüssigen fünften Schaltelements E, kann die Verbrennungsmaschine 16 zum Anfahren verwendet werden. Das zweite Schaltelement B ist ein Schaltelement einer zweiten An- triebswellen-Kupplung. Das fünfte Schaltelement E ist ein Schaltelement einer ersten Antriebswellen-Kupplung. Eine erste Getriebeantriebswelle ist mit 36 bezeichnet und mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden. Eine zweite Getriebeantriebswelle 38 ist mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine verbunden. Durch Schließen des zweiten Schaltelements B ist die erste Getriebeantriebswelle 36 antriebswirksam mit einer dritten Getriebeantriebswelle 40 verbindbar. Durch Schließen des fünften Schaltelements E ist die zweite Getriebeantriebswelle 38 antriebswirksam mit einer dritten Getriebeantriebswelle 40 verbindbar. A fifth shifting element E is arranged after the second shifting element B in the direction of power flow, which can supply the drive power of the internal combustion engine 16 to the first gear ratio 22 by closing. Furthermore, by closing the fifth switching element E, the internal combustion engine 16 can be operatively connected to the first electric drive machine 14 when the second switching element B is closed. The switching element E is designed as a friction switching element, so when the first switching element A is closed and the second switching element B is closed, the drive power of the internal combustion engine 16 can be reduced by the first gear ratio 22 . The internal combustion engine 16 can be used for starting by gradually closing the frictionally engaged fifth shifting element E. The second switching element B is a switching element of a second drive shaft clutch. The fifth shifting element E is a shifting element of a first drive shaft clutch. A first transmission input shaft is indicated at 36 and is connected to the internal combustion engine 16 . A second transmission input shaft 38 is connected to the first electric drive machine. By closing the second shifting element B, the first transmission input shaft 36 can be connected to a third transmission input shaft 40 in a drivingly effective manner. By closing the fifth shifting element E, the second transmission input shaft 38 can be connected to a third transmission input shaft 40 in a drivingly effective manner.
Ein Anfahren kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B sind zu schließen. Das sechste Schaltelement G ist geöffnet. Das fünfte Schaltelement E kann schlupfend zur Anfahrt mittels der Verbrennungsmaschine 16 betrieben werden, sodass ein Fahrzeug beschleunigt und sich eine Differenzdrehzahl am fünften Schaltelement E reduziert. A start-up can take place, for example, as follows. The first switching element A and the second switching element B are to be closed. The sixth switching element G is open. The fifth shifting element E can be operated in a slipping manner for starting by means of the internal combustion engine 16, so that a vehicle accelerates and a differential speed at the fifth shifting element E is reduced.
Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 benötigt vorzugsweise kein Anfahrelement. Insbesondere wenn von der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 aus dem Stillstand bereits ein Drehmoment bereitgestellt werden kann. Es versteht sich, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 den Anfahrvorgang unterstützen kann. The first electric drive machine 14 preferably does not require a starting element. In particular, when a torque can already be provided by the first electric drive machine 14 from a standstill. It goes without saying that the first electric drive machine 14 can support the starting process.
Das von der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erzeugte Drehmoment wird beim Anfahren mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 nicht über das fünfte Schaltelement E geleitet. Das fünfte Schaltelement E kann vorteilhaft ausgelegt werden, insbesondere in Bezug auf geringere benötigte Aktuatorkräfte, geringeren Bauraum sowie geringere Kosten. Abschließend, also wenn eine Differenzdrehzahl am fünften Schaltelement E abgebaut ist, kann das fünfte Schaltelement E komplett geschlossen werden. Es erfolgt dann eine Fahrt, in der der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe, vorzugsweise der niedrigsten Gangstufe des Hybridgetriebes 18. The torque generated by the first electric drive machine 14 is not conducted via the fifth shifting element E when starting off with the first electric drive machine 14 . The fifth switching element E can be designed advantageously, in particular with regard to lower actuator forces required, less installation space and lower costs. Finally, ie when a differential speed at the fifth shifting element E has been reduced, the fifth shifting element E can be completely engaged. A journey then takes place in which the first gear ratio is 22 corresponding gear, preferably the lowest gear of the hybrid transmission 18.
Mit dem gezeigten Hybridgetriebe 18 kann eine Zughochschaltung von der der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe in die der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe wie folgt erfolgen. Die der ersten Übersetzung 22 entsprechende Gangstufe ist eingelegt, also das erste Schaltelement A geschlossen. Die übrigen Schaltelemente sind geöffnet. Es erfolgt eine Gangvorwahl, in die der zweiten Übersetzung 24 entsprechende Gangstufe. Hierzu ist das sechste Schaltelement G zu synchronisieren. Falls das sechste Schaltelement G als Sperrsynchronisierung ausgeführt ist, synchronisiert sich das sechste Schaltelement G selbst. With the hybrid transmission 18 shown, a traction upshift from the gear stage corresponding to the first translation 22 to the gear stage corresponding to the second translation 24 can take place as follows. The gear stage corresponding to the first translation 22 is engaged, ie the first shifting element A is closed. The other switching elements are open. There is a gear pre-selection in the gear step corresponding to the second translation 24 . For this purpose, the sixth switching element G has to be synchronized. If the sixth switching element G is designed as a blocking synchronization, the sixth switching element G synchronizes itself.
Anschließend wird das sechste Schaltelement G geschlossen. In einem darauffolgenden Schritt erfolgt eine Lastübernahme durch das fünfte Schaltelement E, wobei das fünfte Schaltelement E schlupfend betrieben wird. Hierdurch wird die Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 sukzessive stärker über die zweite Übersetzung 24 und das sechste Schaltelement G auf den Abtrieb 26 übertragen. Das erste Schaltelement A wird sukzessive weiter entlastet. The sixth switching element G is then closed. In a subsequent step, the fifth shifting element E takes over the load, with the fifth shifting element E being operated in a slipping manner. As a result, the drive power of the first electric drive machine 14 is successively transmitted to the output 26 via the second gear ratio 24 and the sixth shifting element G. The first switching element A is successively relieved.
Darauffolgend wird, wenn das erste Schaltelement A gering belastet ist, insbesondere so gering, dass der dem ersten Schaltelement A zugeordnete Aktor das erste Schaltelement A auslegen kann, das erste Schaltelement A geöffnet. Das erste Schaltelement A ist vorzugsweise als Klauenschaltelement ausgebildet. Subsequently, when the first switching element A is under a low load, in particular so low that the actuator assigned to the first switching element A can disengage the first switching element A, the first switching element A is opened. The first switching element A is preferably designed as a claw switching element.
In einem darauffolgenden Schritt kann eine Drehzahlanpassung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen. Insbesondere kann das Drehmoment, das mittels des fünften Schaltelements E übertragen wird, bezüglich eines Fahrerwunsches angepasst werden. Es versteht sich, dass ein vollständiges Schließen und Geschlossenhalten des fünften Schaltelements E einer Fahrt in der der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe entspricht. In a subsequent step, the speed of the first electric drive machine 14 can be adjusted. In particular, the torque that is transmitted by means of the fifth shifting element E can be adjusted with regard to a driver's request. It goes without saying that completely locking the fifth shifting element E and keeping it locked corresponds to driving in the gear stage corresponding to the second translation 24 .
Im Folgenden wird eine Zugrückschaltung von der der zweiten Übersetzung entsprechenden Gangstufe in die der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe erläutert. Bei einer Fahrt in der der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe sind das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement G geschlossen. Die übrigen Schaltelemente sind offen. In the following, a traction downshift from the gear stage corresponding to the second translation to the gear stage corresponding to the first translation 22 is carried out explained. When driving in the gear corresponding to the second translation 24, the fifth shifting element E and the sixth shifting element G are closed. The other switching elements are open.
In einem ersten Schritt wird das fünfte Schaltelement E aus dem geschlossenen Zustand in einen schlupfenden Betrieb überführt, wobei das fünfte Schaltelement E Drehmoment überträgt, jedoch eine Differenzdrehzahl zwischen dem Eingang und dem Ausgang des fünften Schaltelements E anliegt. In a first step, the fifth shifting element E is transferred from the closed state to slipping operation, with the fifth shifting element E transmitting torque but with a speed difference between the input and the output of the fifth shifting element E being present.
In einem darauffolgenden Schritt wird die Drehzahl der ersten elektrischen Verbrennungsmaschine 14 so weit erhöht, bis sich am ersten Schaltelement A eine hinreichend kleine Differenzdrehzahl einstellt. Eine hinreichend kleine Differenzdrehzahl kann beispielsweise in der Größenordnung von kleiner als 50 Umdrehungen pro Minute liegen. In a subsequent step, the rotational speed of the first electric internal combustion engine 14 is increased until a sufficiently small differential rotational speed is established at the first shifting element A. A sufficiently small differential speed can be, for example, of the order of less than 50 revolutions per minute.
In einem darauffolgenden Schritt wird das erste Schaltelement A geschlossen und geschlossen gehalten. In a subsequent step, the first switching element A is closed and kept closed.
Darauffolgend wird das fünfte Schaltelement E vollständig geöffnet, wobei in dieser Lastübernahmephase die Last vollständig auf das erste Schaltelement A übergeht. The fifth switching element E is then fully opened, with the load being completely transferred to the first switching element A in this load transfer phase.
Im Folgenden wird ein Gangstufenwechsel beschrieben von einem Zustand, in dem beide Antriebsmaschinen in der der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe betrieben werden, in einen Zustand, in dem die erste elektrische Antriebsma- schine14 in der der ersten Übersetzung entsprechenden Gangstufe betrieben wird und die Verbrennungsmaschine 16 in der der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe betrieben wird. Aus der Ausgangssituation erfolgt eine Anfahrt mittels der Verbrennungsmaschine 16 über das fünfte Schaltelement E. Daraufhin wird die Verbrennungsmaschine 16 umgekoppelt, wobei das fünfte Schaltelement E geöffnet wird, das sechste Schaltelement G synchronisiert und geschlossen wird. Diese Zustandsänderung ist eine sogenannte abtriebsgestützte Schaltung, wobei die Verbrennungsmaschine 16 eine Übersetzung der Antriebsleistung erfährt und die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ein Drehmoment am Abtrieb 26 aufrechterhält. Aus diesem Zustand kann ein Gangstufenwechsel für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, sodass beide Antriebsmaschinen, also die Verbrennungsmaschine 16 und die erste elektrische Antriebsmaschine 14 in der der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe betrieben werden. In einem ersten Schritt erfolgt dabei eine Lastübernahme durch das fünfte Schaltelement E, wobei das fünfte Schaltelement E schlupfend betrieben wird. Dabei wird die Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 sukzessive stärker über die zweite Übersetzung 24 und das sechste Schaltelement G auf den Abtrieb 26 übertragen. Hierdurch findet eine Entlastung des ersten Schaltelements A statt. In the following, a gear step change is described from a state in which both drive machines are operated in the gear step corresponding to the first gear ratio 22, to a state in which the first electric drive machine 14 is operated in the gear step corresponding to the first gear ratio and the internal combustion engine 16 is operated in the gear stage corresponding to the second translation 24 . Starting from the initial situation, internal combustion engine 16 starts moving via fifth switching element E. Internal combustion engine 16 is then recoupled, fifth switching element E being opened, sixth switching element G being synchronized and closed. This state change is a so-called output-assisted shift, with the internal combustion engine 16 experiencing a transmission of the drive power and the first electric drive machine 14 maintaining a torque at the output 26 . From this state, a gear stage change for the first electric drive machine 14 can take place, so that both drive machines, ie the internal combustion engine 16 and the first electric drive machine 14 are operated in the gear stage corresponding to the second gear ratio 24 . In a first step, the load is taken over by the fifth shifting element E, with the fifth shifting element E being operated in a slipping manner. The drive power of the first electric drive machine 14 is successively transmitted to the output 26 via the second gear ratio 24 and the sixth shifting element G. As a result, the first shifting element A is relieved.
Wenn das erste Schaltelement A, wie bereits oben beschrieben, so gering belastet ist, dass es ausgelegt werden kann, wird das erste Schaltelement A geöffnet. Anschließend erfolgt eine Drehzahlanpassung der Drehzahl der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14. In diesem Fall erfolgt eine Drehzahlabsenkung. Anschließend kann das fünfte Schaltelement E vollständig geschlossen und geschlossen gehalten werden. Es versteht sich, dass durch dieses Schließen die Drehzahl der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 abgesenkt werden kann. If the first switching element A, as already described above, is so lightly loaded that it can be disengaged, the first switching element A is opened. The speed of the first electric drive machine 14 is then adjusted. In this case, the speed is reduced. The fifth switching element E can then be fully closed and kept closed. It goes without saying that the rotational speed of the first electric drive machine 14 can be reduced by this closing.
Ein Wechsel aus diesem Zustand in einen Zustand, in dem die erste elektrische Antriebsmaschine 14 in der der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe betrieben wird, wobei die Verbrennungsmaschine 16 in der der zweiten Übersetzung 24 entsprechenden Gangstufe betrieben wird, entspricht im Wesentlichen der Zugrückschaltung. Die Zugrückschaltung erfolgt von der der zweiten Übersetzung entsprechenden Gangstufe in die der ersten Übersetzung 22 entsprechenden Gangstufe für die erste elektrische Antriebsmaschine 14, wobei das zweite Schaltelement B geschlossen bleibt. A change from this state to a state in which the first electric drive machine 14 is operated in the gear corresponding to the first translation 22, with the internal combustion engine 16 being operated in the gear corresponding to the second translation 24, essentially corresponds to the power downshift. The traction downshift takes place from the gear stage corresponding to the second translation into the gear stage corresponding to the first translation 22 for the first electric drive motor 14, with the second shifting element B remaining closed.
Es versteht sich, dass die oben genannten Schritte auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können, um ein Rückschalten zu ermöglichen. It goes without saying that the above steps can also be carried out in reverse order in order to enable a downshift.
In Fig. 3 ist eine weitere vereinfachte schematische Darstellung eines Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Fig. 2 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18 ist das erste Schaltelement A in Leistungsflussrichtung vor der ersten Übersetzung 22 angeordnet. Analog ist das sechste Schaltelement G in Leistungsflussrichtung vor der zweiten Übersetzung 24 angeordnet. A further simplified schematic illustration of a hybrid transmission 18 is shown in FIG. 3 . In contrast to the variant shown in FIG Hybrid transmission 18 is the first switching element A in the power flow direction in front of the first translation 22 is arranged. Similarly, the sixth shifting element G is arranged in front of the second gear ratio 24 in the power flow direction.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 schematisch dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 3 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18 ist die erste Übersetzung 22 mittels zweier erster Teilübersetzungen 22a und 22b eingerichtet, wobei das erste Schaltelement A in Leistungsflussrichtung zwischen den beiden Teilübersetzungen 22a, 22b angeordnet ist. Analog ist die zweite Übersetzung 24 durch zwei zweite Teilübersetzungen 24a, 24b eingerichtet, wobei das sechste Schaltelement G in Leistungsflussrichtung zwischen den beiden Teilübersetzungen 22a, 22b angeordnet ist. A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown schematically in FIG. 4 . In contrast to the variant of a hybrid transmission 18 shown in FIG. 3, the first translation 22 is set up by means of two first partial translations 22a and 22b, with the first shifting element A being arranged between the two partial translations 22a, 22b in the power flow direction. Analogously, the second translation 24 is set up by two second partial translations 24a, 24b, with the sixth shifting element G being arranged between the two partial translations 22a, 22b in the power flow direction.
In Fig. 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 schematisch dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Variante eines Hybridgetriebes 18 ist eine Vorübersetzung 28 für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 eingerichtet, wobei die Vorübersetzung 28 für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 in Leistungsflussrichtung zwischen dem fünften Schaltelement E beziehungsweise der ersten Übersetzung 22 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet ist. Analog ist eine Vorübersetzung 30 für die Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 vorgesehen, die in Leistungsflussrichtung zwischen dem zweiten Schaltelement B und dem fünften Schaltelement beziehungsweise der zweiten Übersetzung 24 angeordnet ist. A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown schematically in FIG. 5 . In contrast to the variant of a hybrid transmission 18 shown in Fig. 2, a pre-ratio 28 is set up for the first electric drive machine 14, with the pre-ratio 28 for the first electric drive machine 14 in the power flow direction between the fifth shifting element E or the first translation 22 and the first electric drive machine 14 is arranged. Analogously, a pre-ratio 30 for the drive power of the internal combustion engine 16 is provided, which is arranged in the power flow direction between the second shifting element B and the fifth shifting element or the second translation 24 .
In Fig. 6 ist eine Schaltmatrix 32 des Hybridgetriebes 18 gemäß der Figuren 2 bis 5 gezeigt. In einer ersten Spalte sind die Betriebszustände bzw. Gangstufen oder Gangstufenkombinationen benannt. In der zweiten bis sechsten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A, B, E und G benannt. Ein "X" in der Schaltmatrix bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die ihm zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Es versteht sich, dass sofern kein Eintrag in der Schaltmatrix vorhanden ist, das entsprechende Schaltelement als offen anzusehen ist, also keine Antriebsleistung überträgt. Ein Modus Laden in Neutral LiN, der auch als Standladen bekannt ist, kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden. In diesem Zustand wird die Verbrennungsmaschine 16 antriebswirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden und kann diese ge- neratorisch betreiben. 6 shows a switching matrix 32 of the hybrid transmission 18 according to FIGS. 2 to 5. The operating states or gear stages or gear stage combinations are named in a first column. The switching states of the switching elements A, B, E and G are named in the second to sixth columns. An "X" in the shifting matrix means that the respective shifting element is closed, i.e. drivingly connects the transmission components assigned to it. It goes without saying that if there is no entry in the switching matrix, the corresponding switching element is to be regarded as open, that is to say does not transmit any drive power. A charge to neutral LiN mode, also known as idle charging, can be established by closing the second switching element B and the fifth switching element E. In this state, the internal combustion engine 16 is drivingly connected to the first electric drive machine 14 and can operate it as a generator.
Zum Einrichten der ersten Elektrogangstufe E1 ist das erste Schaltelement A zu schließen. To set up the first electric gear stage E1, the first switching element A must be closed.
Die Elektrogangstufe E2 ist durch Schließen des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G einrichtbar. The electric gear stage E2 can be set up by closing the fifth switching element E and the sixth switching element G.
In der ersten Elektrogangstufe E1 kann in Kombination mit der ersten Verbrennungsgangstufe V1 gefahren werden. Dieser Zustand ist durch Schließen des ersten Schaltelements A, des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E einrichtbar. The first electric gear E1 can be used in combination with the first combustion gear V1. This state can be set up by closing the first switching element A, the second switching element B and the fifth switching element E.
Die erste Elektrogangstufe E1 kann mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 kombiniert werden. Zum Einrichten dieses Zustands ist das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B und das sechste Schaltelement G zu schließen. The first electric gear stage E1 can be combined with the second combustion gear stage V2. To set up this state, the first switching element A, the second switching element B and the sixth switching element G must be closed.
Die zweite Elektrogangstufe E2 kann mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 kombiniert werden. Dieser Zustand ist durch Schließen des zweiten Schaltelements B, des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G einrichtbar. The second electric gear stage E2 can be combined with the second combustion gear stage V2. This state can be set up by closing the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G.
Die zweite Verbrennungsgangstufe V2 wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements G eingerichtet. The second combustion gear stage V2 is set up by closing the second switching element B and the sixth switching element G.
In Fig. 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 einfach schematisch dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 5 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18 ist die Vorübersetzung 30 für die Verbrennungsmaschine 16 durch einen Planetenradsatz eingerichtet. Ein Element des Planetenradsatzes kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B festgesetzt, also mit einem gehäusefesten Bauteil antriebswirksam verbunden werden. Hierdurch kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B mittels des Planetenradsatzes eine Übersetzung eingerichtet werden. Vorzugsweise ist der Planetenradsatz durch ein weiteres Schaltelement verblockbar, sodass der Planetenradsatz, ohne eine Übersetzung einzurichten, Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 übertragen kann. In dem gezeigten Beispiel weist das Hybridgetriebe 18 keine Vorübersetzung 28 für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 auf. A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown simply and schematically in FIG. In contrast to the variant of a hybrid transmission 18 shown in FIG. 5, the pre-transmission 30 for the internal combustion engine 16 is set up by a planetary gear set. An element of the planetary gear set can be fixed by closing the second switching element B, ie with a housing-fixed component are drivingly connected. As a result, a translation can be set up by closing the second shifting element B by means of the planetary gear set. The planetary gear set can preferably be blocked by a further shifting element, so that the planetary gear set can transmit drive power to the internal combustion engine 16 without setting up a gear ratio. In the example shown, the hybrid transmission 18 has no pre-transmission 28 for the first electric drive machine 14 .
In Fig. 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 schematisch vereinfacht dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 7 gezeigten Variante ist die zweite Übersetzung 24 ebenfalls mittels eines Planetenradsatzes einrichtbar. Ein Element des Planeten radsatzes kann durch Schließen des sechsten Schaltelements G festgesetzt werden. Auch dieser Planetenradsatz ist vorzugsweise durch ein weiteres Schaltelement verblockbar, sodass der Planetenradsatz Antriebsleistung übertragen kann, ohne dabei eine Übersetzung der Antriebsleistung durchzuführen. 8 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a schematically simplified manner. In contrast to the variant shown in FIG. 7, the second translation 24 can also be set up by means of a planetary gear set. An element of the planetary gear set can be fixed by closing the sixth switching element G. This planetary gear set can also preferably be blocked by a further shifting element, so that the planetary gear set can transmit drive power without performing a translation of the drive power.
In Fig. 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 schematisch vereinfacht dargestellt. Das Hybridgetriebe 18 weist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die Verbrennungsmaschine 16 auf. 9 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a schematically simplified manner. The hybrid transmission 18 has the first electric drive machine 14 and the internal combustion engine 16 .
Zudem ist im Hybridgetriebe eine Getriebebremse 34 vorgesehen, die antriebswirksam mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden ist. Die Getriebebremse 34 kann vorzugsweise eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfassen. In addition, a transmission brake 34 is provided in the hybrid transmission, which is drivingly connected to the internal combustion engine 16 . The transmission brake 34 can preferably include a second electric drive machine.
In der Darstellung der Fig. 9 sind keine Übersetzungen, sondern Gangstufen schematisch als Kreise dargestellt, wobei die jeweilige mit dem Hybridgetriebe einrichtbare Gangstufe als Zahl in einem Kreis dargestellt ist. In the representation of FIG. 9, no translations, but rather gear stages are shown schematically as circles, with the respective gear stage that can be set up with the hybrid transmission being shown as a number in a circle.
Das Hybridgetriebe 18 weist insgesamt vier Gangstufen auf. Die erste Gangstufe kann durch Schließen des ersten Schaltelements A der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zugeordnet werden. Die zweite Gangstufe kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B der Verbrennungsmaschine zugeordnet werden, wobei die zweite Gangstufe durch Schließen des sechsten Schaltelements G dem Abtrieb 26 zuordenbar ist. Die dritte Gangstufe kann durch Schließen eines dritten Schaltelements C der Verbrennungsmaschine 16 zugeordnet werden. Die vierte Gangstufe kann durch Schließen eines vierten Schaltelements D der Verbrennungsmaschine 16 zugeordnet werden. Mittels des fünften Schaltelements E kann die zweite Gangstufe der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zugeordnet werden. Ferner kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E die erste Gangstufe der Verbrennungsmaschine 16 zugeordnet werden und/oder die dritte und vierte Gangstufe der ersten elektrischen Antriebsmaschine zugeordnet werden. The hybrid transmission 18 has a total of four gears. The first gear can be assigned to the first electric drive machine 14 by closing the first switching element A. The second gear can be assigned to the internal combustion engine by closing the second shifting element B, with the second gear being assigned to the output 26 by closing the sixth shifting element G is assignable. The third gear can be assigned to the internal combustion engine 16 by closing a third shifting element C. The fourth gear can be assigned to the internal combustion engine 16 by closing a fourth shifting element D. The second gear can be assigned to the first electric drive machine 14 by means of the fifth shifting element E. Furthermore, by closing the second switching element B and the fifth switching element E, the first gear can be assigned to the internal combustion engine 16 and/or the third and fourth gear can be assigned to the first electric drive machine.
Es versteht sich, dass die erste Gangstufe der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zugeordnet werden kann und parallel dazu die zweite Gangstufe der Verbrennungsmaschine 16 zugeordnet werden kann. Ferner können alle Gangstufen des Hybridgetriebes 18 der Verbrennungsmaschine 16 als abtriebsgekoppelte Schaltungen zugeordnet werden. Insbesondere kann durch das sechste Schaltelement G die zweite Gangstufe vom Abtrieb 26 entkoppelt werden, sodass mittels des fünften Schaltelements E in der ersten Gangstufe des Hybridgetriebes 18 alleine mit der Verbrennungsmaschine 16 angefahren werden kann. Es versteht ich, dass das Schaltelement E dabei schlupfend betrieben wird. It goes without saying that the first gear can be assigned to the first electric drive motor 14 and, in parallel, the second gear can be assigned to the internal combustion engine 16 . Furthermore, all gear stages of the hybrid transmission 18 of the internal combustion engine 16 can be assigned as output-coupled circuits. In particular, the second gear can be decoupled from the output 26 by the sixth shifting element G, so that the fifth shifting element E can be used to start off in the first gear of the hybrid transmission 18 with the internal combustion engine 16 alone. I understand that the switching element E is operated in a slipping manner.
Es versteht sich, dass je nach Übersetzung des ersten Ganges die Anfahrt mittels der Verbrennungsmaschine 16 nur eine Notanfahrfunktionalität darstellen kann. Die erste Gangstufe kann beispielsweise länger übersetzt sein als bei nicht oder nur schwach hybridisierten Getrieben. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass abhängig von einem Ladezustand des Energiespeichers 20 des Kraftfahrzeugs 10 die Verbrennungsmaschine 16 beim Anfahren unterstützt, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ebenfalls einen Teil der Anfahrtsleistung bereitstellt. It goes without saying that, depending on the translation of the first gear, starting by means of the internal combustion engine 16 can only represent an emergency starting functionality. The first gear can, for example, be geared longer than in non-hybridized or only weakly hybridized transmissions. In particular, provision can be made here for the internal combustion engine 16 to be supported when starting, depending on the state of charge of the energy store 20 of the motor vehicle 10, with the first electric drive machine 14 likewise providing part of the starting power.
In Fig. 10 ist das Hybridgetriebe 18 gemäß der Fig. 9 detaillierter dargestellt. Die Verbrennungsmaschine 16 ist mit einer ersten Getriebeantriebswelle 36 wirkverbunden. Es versteht sich, dass bei dieser Anbindung ein Torsionsdämpfer, der nicht näher beschrieben ist, vorgesehen sein kann. Die erste Getriebeantriebswelle 36 ist als Vollwelle ausgebildet und weist an einer der Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegenden Seite die Getriebebremse 34 auf. Die Getriebebremse 34 ist als Reibschaltelement ausgebildet und mit einem gehäusefesten Bauteil verbunden, sodass bei Einlegen des Reibschaltelements die erste Getriebeantriebswelle 36 gebremst werden kann. In FIG. 10, the hybrid transmission 18 according to FIG. 9 is shown in more detail. The internal combustion engine 16 is operatively connected to a first transmission input shaft 36 . It goes without saying that with this connection a torsion damper, which is not described in detail, can be provided. The first transmission drive shaft 36 is designed as a solid shaft and has the transmission brake 34 on a side opposite the connection side of the internal combustion engine 16 . The transmission brake 34 is designed as a friction shift element and is connected to a component fixed to the housing, so that the first transmission drive shaft 36 can be braked when the friction shift element is engaged.
Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine zweite Getriebeantriebswelle 38 auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeantriebswelle 36 zumindest abschnittsweise umgibt. Die zweite Getriebeantriebswelle 38 ist mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 wirkverbunden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist als achsparallele elektrische Antriebsmaschine ausgebildet und über ein Zugmittelgetriebe, eine Zahnradkette oder eine andere prinzipiell im Stand der Technik bekannte Anbindungsweise antriebswirksam mit der zweiten Getriebeantriebswelle 38 verbunden. The hybrid transmission 18 also has a second transmission drive shaft 38 which is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the first transmission drive shaft 36 . The second transmission drive shaft 38 is operatively connected to the first electric drive machine 14 . The first electric drive machine 14 is designed as an axis-parallel electric drive machine and is connected in a drivingly effective manner to the second transmission drive shaft 38 via a traction drive, a gear chain or another type of connection known in principle from the prior art.
Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine dritte Getriebeantriebswelle 40 auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeantriebswelle 36 zumindest abschnittsweise umgibt. Die zweite Getriebeantriebswelle 38 umgibt die dritte Getriebeantriebswelle 40 ebenfalls zumindest abschnittsweise. Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine Vorgelegewelle 42 auf. The hybrid transmission 18 also has a third transmission drive shaft 40 which is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the first transmission drive shaft 36 . The second transmission input shaft 38 also surrounds the third transmission input shaft 40 at least in sections. The hybrid transmission 18 also has a countershaft 42 .
An der zweiten Getriebeantriebswelle 38 ist ein Festrad angeordnet, das die erste Gangstufe bildet und in Eingriff mit einem an der Vorgelegewelle 42 angeordneten Losrad ist. Das an der Vorgelegewelle 42 angeordnete Losrad ist durch Schließen des ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 42 verbindbar. A fixed wheel is arranged on the second transmission drive shaft 38 , which forms the first gear step and is in engagement with a loose wheel arranged on the countershaft 42 . The loose wheel arranged on the countershaft 42 can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the first shifting element A.
An der Vorgelegewelle 42 ist zudem ein Losrad der zweiten Gangstufe angeordnet, das mit einem an der dritten Getriebeantriebswelle 40 angeordneten Festrad in Eingriff ist. Das Losrad der zweiten Gangstufe ist durch Schließen des sechsten Schaltelements G antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 42 verbindbar. A loose wheel of the second gear stage is also arranged on the countershaft 42 and meshes with a fixed wheel arranged on the third transmission input shaft 40 . The loose wheel of the second gear can be connected to the countershaft 42 in a drive-effective manner by closing the sixth shifting element G.
An der Vorgelegewelle 42 sind ferner ein Losrad der dritten und ein Losrad der vierten Gangstufe angeordnet, die jeweils mit einem an der ersten Getriebeantriebswelle 36 angeordneten Festrad der dritten Gangstufe und einem an der ersten Getriebeantriebswelle 36 angeordneten Festrad der vierten Gangstufe kämmen. Das Losrad der dritten Gangstufe ist durch Schließen des dritten Schaltelements C antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 42 verbindbar. Das Losrad der vierten Gangstufe ist durch Schließen des vierten Schaltelements D antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 42 verbindbar. Das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D sind zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. On the countershaft 42 a loose wheel of the third and a loose wheel of the fourth gear are also arranged, each with a arranged on the first transmission input shaft 36 fixed wheel of the third gear and one on the first Transmission input shaft 36 arranged fixed gear comb the fourth gear. The loose wheel of the third gear stage can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the third shifting element C. The loose wheel of the fourth gear stage can be connected in a drivingly effective manner to the countershaft 42 by closing the fourth shifting element D. The third switching element C and the fourth switching element D are combined to form a double switching element.
Die dritte Getriebeantriebswelle 40 ist durch Schließen des zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 36 verbindbar. Das zweite Schaltelement B ist demnach ein Schaltelement einer zweiten Antriebswellen-Kupp- lung. Das Schaltelement B ist dabei benachbart zu dem Festrad der dritten Gangstufe und benachbart zum Festrad der zweiten Gangstufe etwa mittig im Hybridgetriebe 18 angeordnet. An der der Anbindungsseite des zweiten Schaltelements B gegenüberliegenden Seite ist das fünfte Schaltelement E an der dritten Getriebeantriebswelle 40 angeordnet. Durch Schließen des fünften Schaltelements E kann die dritte Getriebeantriebswelle 40 antriebswirksam mit der zweiten Getriebeantriebswelle 38 verbunden werden. Das fünfte Schaltelement E ist als Reibschaltelement ausgebildet und ein Schaltelement einer ersten Antriebswellen-Kupplung. The third transmission input shaft 40 can be connected in a drivingly effective manner to the first transmission input shaft 36 by closing the second shifting element B. The second shifting element B is accordingly a shifting element of a second drive shaft clutch. The switching element B is arranged approximately centrally in the hybrid transmission 18 adjacent to the fixed wheel of the third gear and adjacent to the fixed wheel of the second gear. The fifth shifting element E is arranged on the third transmission input shaft 40 on the side opposite the connection side of the second shifting element B. By closing the fifth shifting element E, the third transmission input shaft 40 can be drivingly connected to the second transmission input shaft 38 . The fifth shifting element E is designed as a friction shifting element and is a shifting element of a first drive shaft clutch.
An der Vorgelegewelle 42 ist zudem ein Abtriebsritzel angeordnet, das mit einem an einem Differential angeordneten Festrad kämmt, um den Abtrieb 26 zu bilden. Das Abtriebsritzel ist dabei an derselben Seite des Hybridgetriebes 18 angeordnet wie das fünfte Schaltelement E. An output pinion is also arranged on the countershaft 42 and meshes with a fixed wheel arranged on a differential in order to form the output 26 . The output pinion is arranged on the same side of the hybrid transmission 18 as the fifth shifting element E.
Ferner sind an den Zahnrädern zur besseren Verständlichkeit die mittels der Zahnräder einrichtbaren Gangstufen bezeichnet, wobei die mittels der Zahnräder bzw. Zahnradpaare einrichtbaren Gangstufen aus Gründen der Übersicht nur radial außen bezeichnet sind. Furthermore, the gears that can be set by means of the gears are labeled on the gears for better understanding, the gears that can be set by means of the gears or pairs of gears being labeled only radially on the outside for reasons of clarity.
In Fig. 11 ist eine Schaltmatrix der Hybridgetriebe 18 gemäß der Fig. 9 und 10 analog zur Schaltmatrix 32 der Fig. 6 gezeigt, wobei in der zweiten bis siebten Spalte die Schaltzustände des ersten bis sechsten Schaltelements A bis E, G dargestellt sind. In der Schaltmatrix 44 sind zudem sogenannte Vorwahlen als "V" vermerkt. Unter Vorwahl ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass das jeweilige Schaltelement eingelegt ist, also die ihm zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam verbindet, jedoch wenig bis keine Antriebsleistung über das Schaltelement übertragen wird. 11 shows a switching matrix of the hybrid transmission 18 according to FIGS. 9 and 10 analogously to the switching matrix 32 of FIG. 6, the switching states of the first to sixth switching elements A to E, G being shown in the second to seventh columns. In the switching matrix 44 so-called area codes are also noted as "V". Under Preselection is to be understood here in particular that the respective shifting element is engaged, ie drivingly connects the transmission components assigned to it, but little or no drive power is transmitted via the shifting element.
Ein Laden in Neutral kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden. A neutral charge can be established by closing the second switching element B and the fifth switching element E.
Die erste Elektrogangstufe E1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A eingelegt werden. Hierbei kann eine Vorwahl des zweiten Schaltelements B, des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G erfolgen. Das zweite Schaltelement B kann als Gangvorwahl für die erste Verbrennungsgangstufe V1 der Verbrennungsmaschine 16 geschlossen sein. Das Schaltelement G kann geschlossen sein, um die zweite Elektrogangstufe E2 der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 vorauszuwählen. Das fünfte Schaltelement E kann geschlossen bzw. vorgewählt sein, beispielsweise um Schleppmomente zu reduzieren. The first electric gear stage E1 can be engaged by closing the first switching element A. In this case, the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G can be preselected. The second switching element B can be closed as a gear preselection for the first combustion gear stage V1 of the internal combustion engine 16 . The switching element G can be closed in order to preselect the second electric gear stage E2 of the first electric drive machine 14 . The fifth switching element E can be closed or preselected, for example to reduce drag torque.
Die zweite Elektrogangstufe E2 kann durch Schließen des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G eingerichtet werden. In der Elektrogangstufe E2 sind vorzugsweise keine Schaltelemente vorgewählt. The second electric gear stage E2 can be set up by closing the fifth switching element E and the sixth switching element G. Preferably no switching elements are preselected in the electric gear stage E2.
Die erste Elektrogangstufe E1 kann mit der ersten Verbrennungsgangstufe V1 kombinatorisch gefahren werden. Zum Einrichten dieses Zustands sind das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B und das fünfte Schaltelement E zu schließen. Auch hier sind keine Schaltelemente vorausgewählt. The first electric gear stage E1 can be driven in combination with the first combustion gear stage V1. To set up this state, the first switching element A, the second switching element B and the fifth switching element E are to be closed. Again, no switching elements are preselected.
Die erste Elektrogangstufe E1 kann mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 kombiniert werden. Zum Einrichten dieses Zustands ist das erste Schaltelement A zu schließen, das zweite Schaltelement B zu schließen und das sechste Schaltelement G zu schließen. In diesem Zustand findet vorzugsweise auch keine Schaltelementvorwahl statt. The first electric gear stage E1 can be combined with the second combustion gear stage V2. To set up this state, the first switching element A is to be closed, the second switching element B is to be closed and the sixth switching element G is to be closed. In this state, there is preferably also no switching element preselection.
Die erste Elektrogangstufe E1 kann mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 kombiniert werden. Zum Erreichen dieses Zustands ist das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement D zu schließen. In diesem Zustand kann das zweite Schaltelement B vorgewählt werden. Ferner kann das fünfte Schaltelement vorgewählt bzw. geschlossen werden, beispielsweise um Schleppmomente zu reduzieren. Zudem kann das sechste Schaltelement G vorgewählt werden, um den Zustand der zweiten Elektrogangstufe E2 kombiniert mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 vorzu bereiten. The first electric gear stage E1 can be combined with the third combustion gear stage V3. To achieve this state, the first switching element A and to close the third switching element D. In this state, the second switching element B can be preselected. Furthermore, the fifth switching element can be preselected or closed, for example in order to reduce drag torque. In addition, the sixth switching element G can be preselected in order to prepare the state of the second electric gear stage E2 combined with the third combustion gear stage V3.
Die Elektrogangstufe E1 kann mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 kombiniert werden. Zum Erreichen dieses Zustands ist das erste Schaltelement A und das vierte Schaltelement D zu schließen. In diesem Zustand kann auch eine Gangvorwahl für die Kombination zweite Elektrogangstufe E2 und vierte Verbrennungsgangstufe V4 durch Vorwählen des sechsten Schaltelements G erfolgen. Zudem kann das zweite Schaltelement B vorgewählt sein. The electric gear stage E1 can be combined with the fourth combustion gear stage V4. To achieve this state, the first switching element A and the fourth switching element D must be closed. In this state, a gear preselection for the combination of the second electric gear stage E2 and the fourth combustion gear stage V4 can also take place by preselecting the sixth shifting element G. In addition, the second switching element B can be preselected.
Die zweite Elektrogangstufe E2 kann mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 kombiniert werden. Dieser Zustand wird durch Einlegen des zweiten Schaltelements B, des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G erreicht. In diesem Zustand sind vorzugsweise keine weiteren Schaltelemente vorausgewählt. The second electric gear stage E2 can be combined with the second combustion gear stage V2. This state is achieved by engaging the second switching element B, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
Die zweite Elektrogangstufe E2 kann mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 kombiniert werden. Dieser Zustand wird erreicht durch Einlegen des dritten Schaltelements C, des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G. In diesem Zustand sind vorzugsweise keine weiteren Schaltelemente vorausgewählt. The second electric gear E2 can be combined with the third combustion gear V3. This state is achieved by engaging the third switching element C, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, preferably no further switching elements are preselected.
Die zweite Elektrogangstufe E2 kann mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 kombiniert werden. Dieser Zustand wird durch Einlegen des vierten Schaltelements D, des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements G erreicht. In diesem Zustand sind vorzugsweise keine weiteren Schaltelemente vorausgewählt. The second electric gear stage E2 can be combined with the fourth combustion gear stage V4. This state is achieved by engaging the fourth switching element D, the fifth switching element E and the sixth switching element G. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
Eine Hybridgangstufe EH3 kann mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 kombiniert werden. Hierzu sind das zweite Schaltelement B, das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E zu schließen. Hybridgangstufe bedeutet dabei, dass die entsprechende Gangstufe für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 nur bei angekoppelter Verbrennungsmaschine 16 einrichtbar ist. In diesem Zustand sind vorzugsweise keine Schaltelemente vorausgewählt. A hybrid gear EH3 can be combined with the third combustion gear V3. For this purpose, the second switching element B, the third switching element C and the fifth switching element E are to be closed. Hybrid gear means that the corresponding gear for the first electric drive machine 14 only at coupled internal combustion engine 16 can be set up. In this state, preferably no switching elements are preselected.
Eine Hybridgangstufe EH4 kann mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 kombiniert werden. Zum Erreichen dieses Zustands sind das zweite Schaltelement B, das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E zu schließen. In diesem Zustand sind vorzugsweise keine weiteren Schaltelemente vorausgewählt. A hybrid gear stage EH4 can be combined with the fourth combustion gear stage V4. To achieve this state, the second switching element B, the fourth switching element D and the fifth switching element E are to be closed. In this state, no further switching elements are preferably preselected.
Die zweite Verbrennungsgangstufe V2 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements G eingerichtet werden. Hier sind vorzugsweise keine weiteren Schaltelemente vorausgewählt. The second combustion gear stage V2 can be set up by closing the second switching element B and the sixth switching element G. No further switching elements are preferably preselected here.
Die dritte Verbrennungsgangstufe V3 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C eingerichtet werden. Durch Vorauswählen des zweiten Schaltelements B kann eine Gangvorwahl für den Zustand dritte Hybridgangstufe EH3 kombiniert mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 erfolgen. Ferner kann durch Schließen bzw. Vorauswählen des sechsten Schaltelements G eine Gangvorwahl für den Zustand zweite Elektrogangstufe E2 kombiniert mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 erfolgen. Zudem kann das fünfte Schaltelement E vorausgewählt werden, beispielsweise um Schleppmomente zu reduzieren. The third combustion gear stage V3 can be set up by closing the third switching element C. By preselecting the second switching element B, a gear can be preselected for the third hybrid gear stage EH3 combined with the third combustion gear stage V3. Furthermore, by closing or preselecting the sixth shifting element G, a gear can be preselected for the state of the second electric gear stage E2 combined with the third combustion gear stage V3. In addition, the fifth shifting element E can be preselected, for example to reduce drag torque.
Die vierte Verbrennungsgangstufe V4 kann durch Schließen des vierten Schaltelements D eingerichtet werden. In diesem Zustand kann das zweite Schaltelement B vorausgewählt sein, um eine Gangvorwahl für den Zustand vierte Hybridgangstufe EH4 kombiniert mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 einzurichten. Ferner kann das sechste Schaltelement G vorausgewählt sein, um eine Gangvorwahl für den Zustand zweite Elektrogang stufe E2 kombiniert mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 einzurichten. Es versteht sich, dass auch hier das fünfte Schaltelement E geschlossen bzw. vorausgewählt sein kann, beispielsweise um Schleppmomente zu reduzieren. The fourth combustion gear stage V4 can be set up by closing the fourth switching element D. In this state, the second switching element B can be preselected in order to set up a gear preselection for the fourth hybrid gear stage EH4 combined with the fourth combustion gear stage V4. Furthermore, the sixth switching element G can be preselected in order to set up a gear selection for the state of the second electric gear stage E2 combined with the fourth combustion gear stage V4. It goes without saying that here too the fifth shifting element E can be closed or preselected, for example in order to reduce drag torques.
In Fig. 12 ist in einer Kombinationsmatrix 46 die Kombinierbarkeit der Verbrennungsgangstufen V1 bis V4 mit den Elektrogangstufen E1 und E2 bzw. den Hybridgangstufen EH3 und EH4 gezeigt. EO und VO bedeutet dabei, dass für die entsprechende Antriebsmaschine keine Gangstufe eingelegt ist. Also im Falle von EO ist für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 keine Gangstufe eingelegt. Im Fall von VO ist für die Verbrennungsmaschine 16 keine Gangstufe eingelegt. Folglich bezeichnet die Spalte VO den reinen Elektrofahrmodus. Die Elektrogangstufen E1 und E2 können mit der Verbrennungsgangstufe "VO" kombiniert werden. Umgekehrt bezeichnet die Zeile EO die reinen Verbrennungsgangstufen. Folglich können die Verbrennungsgänge V2 bis V4 als reine Verbrennungsgangstufen eingerichtet werden. In Fig. 12, in a combination matrix 46, the combinability of the combustion gears V1 to V4 with the electric gears E1 and E2 or the Hybrid gears EH3 and EH4 shown. EO and VO mean that no gear is engaged for the corresponding engine. So in the case of EO, no gear is engaged for the first electric drive machine 14 . In the case of VO, the engine 16 is not in gear. Consequently, the column VO designates the pure electric driving mode. The electric gears E1 and E2 can be combined with the combustion gear "VO". Conversely, the line EO designates the pure combustion gears. Consequently, the combustion gears V2 to V4 can be set up as pure combustion gears.
Die erste Elektrogangstufe E1 ist mit allen Verbrennungsgangstufen V1 bis V4 kombinierbar. Die zweite Elektrogangstufe E2 ist mit der zweiten bis vierten Verbrennungsgangstufe V2 bis V4 kombinierbar. Die Hybridgangstufe EH3 ist mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 kombinierbar. Die vierte Hybridgangstufe EH4 ist mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 kombinierbar. The first electric gear stage E1 can be combined with all combustion gear stages V1 to V4. The second electric gear E2 can be combined with the second to fourth combustion gears V2 to V4. The hybrid gear EH3 can be combined with the third combustion gear V3. The fourth hybrid gear EH4 can be combined with the fourth combustion gear V4.
In Fig. 13 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Fig. 1 1 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 34 nicht mehr direkt an der ersten Getriebeantriebswelle 36 angeordnet, sondern an einer weiteren Getriebewelle und mittels eines Zugmittelgetriebes oder einer Zahnradkette oder einer anderen prinzipiell im Stand der Technik bekannten Antriebsweise mit dem Festrad der vierten Gangstufe des Hybridgetriebes 18 antriebswirksam verbunden. A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown in FIG. In contrast to the variant shown in Fig. 1 1, the transmission brake 34 is no longer arranged directly on the first transmission drive shaft 36, but on another transmission shaft and by means of a traction mechanism or a gear chain or another type of drive with the fixed wheel that is known in principle from the prior art the fourth gear of the hybrid transmission 18 drivingly connected.
In Fig. 14 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform umfasst die Getriebebremse 34 eine zweite elektrische Antriebsmaschine. Hierdurch wird ein Teil der Energie, die beim Aktivieren der Getriebebremse 34 frei wird, nicht als Wärme, wie in der in Fig. 13 gezeigten Variante, abgeführt, sondern kann durch die generato- risch betriebene zweite elektrische Antriebsmaschine in elektrische Energie umgesetzt werden. A further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention is shown in FIG. In contrast to the embodiment shown in FIG. 13, the transmission brake 34 includes a second electric drive machine. As a result, part of the energy that is released when the transmission brake 34 is activated is not dissipated as heat, as in the variant shown in FIG. 13, but can be converted into electrical energy by the second electrical drive machine operated as a generator.
In Fig. 15 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 schematisch einfach dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform weist das Hybridgetriebe 18 gemäß der Fig. 15 drei Gangstufen auf. Insoweit entfällt das vierte Schaltelement D. 15 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a simple, schematic manner. Different from that shown in FIG Embodiment, the hybrid transmission 18 according to FIG. 15 has three gears. In this respect, the fourth switching element D is omitted.
In Fig. 16 ist das erfindungsgemäße Hybridgetriebe 18 gemäß der Fig. 15 detaillierter dargestellt. Durch den Entfall des vierten Schaltelements D sind alle Schaltelemente des Hybridgetriebes 18 als Einfachschaltelemente ausgebildet. Ferner entfällt die Radsatzebene zum Bilden der vierten Gangstufe des Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 gemäß der Fig. 16 baut folglich axial kürzer. In FIG. 16, the hybrid transmission 18 according to the invention according to FIG. 15 is shown in more detail. Due to the omission of the fourth shifting element D, all shifting elements of the hybrid transmission 18 are designed as single shifting elements. Furthermore, the wheel set level for forming the fourth gear of the hybrid transmission 18 is omitted. The hybrid transmission 18 according to FIG. 16 is consequently shorter in axial terms.
In Fig. 17 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 vereinfacht schematisch dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 15 gezeigten Variante weist das Hybridgetriebe 18 nur zwei Gangstufen auf. Insoweit entfällt das dritte Schaltelement C. 17 shows a further variant of a hybrid transmission 18 according to the invention in a simplified, schematic manner. In contrast to the variant shown in FIG. 15, the hybrid transmission 18 has only two gears. In this respect, the third switching element C is omitted.
In Fig. 18 ist das Hybridgetriebe 18 gemäß Fig. 17 detaillierter dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 16 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes entfällt die Radsatzebene zum Bilden der dritten Gangstufe des Hybridgetriebes 18. Insofern entfällt auch das dritte Schaltelement C. Das Hybridgetriebe 18 baut axial kürzer. Zudem ist an der ersten Getriebeantriebswelle 36 kein Zahnrad zum Einrichten einer Gangstufe mehr angeordnet. Folglich werden alle Gangstufen mit der zweiten Getriebeantriebswelle 38 und/oder der dritten Getriebeantriebswelle 40 eingerichtet, wobei die erste Getriebeantriebswelle 36 durch Schließen des zweiten Schaltelements B mit der dritten Getriebeantriebswelle 40 verbindbar ist und so Antriebsleistung von der Verbrennungsmaschine 16 zu den Gangstufen des Hybridgetriebes 18 gelangt. In FIG. 18, the hybrid transmission 18 according to FIG. 17 is shown in more detail. In contrast to the variant of a hybrid transmission shown in FIG. 16, the wheel set plane for forming the third gear of the hybrid transmission 18 is omitted. In this respect, the third shifting element C is also omitted. The hybrid transmission 18 is axially shorter. In addition, there is no longer a gear wheel for setting up a gear on the first transmission input shaft 36 . Consequently, all gears are set up with the second transmission input shaft 38 and/or the third transmission input shaft 40, the first transmission input shaft 36 being connectable to the third transmission input shaft 40 by closing the second shifting element B, so that drive power from the internal combustion engine 16 reaches the gears of the hybrid transmission 18 .
Es versteht sich, dass in den gezeigten Ausführungsformen von Hybridgetrieben 18 die Getriebebremse 34 eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfassen kann. Es versteht sich ferner, dass ein Vertauschen der Los- und Festräder bzw. Schaltelemente möglich ist. Es versteht sich weiter, dass eine Anordnung der gangbildenden Zahnradpaare ebenfalls permutiert sein kann. It goes without saying that in the shown embodiments of hybrid transmissions 18 the transmission brake 34 can comprise a second electric drive machine. It is also understood that the loose and fixed wheels or switching elements can be interchanged. It is further understood that an arrangement of the gear-forming pairs of gears can also be permuted.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche. The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are given as an example and not to be understood as limiting. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention upon a study of the drawings, the disclosure, and the claims that follow.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. In the claims, the words "comprising" and "having" do not exclude the presence of other elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plural. A single element or unit can perform the functions of several of the units recited in the claims. The mere naming of some measures in several different dependent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used to advantage. Reference signs in the claims are not to be understood as restrictive.
Bezuqszeichen reference sign
10 Kraftfahrzeug 10 motor vehicle
12 Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 Automotive Powertrain
14 erste elektrische Antriebsmaschine 14 first electric drive machine
16 Verbrennungsmaschine 16 internal combustion engine
18 Hybridgetriebe 18 hybrid transmission
20 Energiespeicher 20 energy storage
22 erste Übersetzung 22 first translation
22a erste Teil Übersetzung von 22 22a first part translation of 22
22b zweite Teilübersetzung von 22 22b second partial translation of 22
24 zweite Übersetzung 24 second translation
24a erste Teilübersetzung von 24 24a first partial translation of 24
24b zweite Teilübersetzung von 24 24b second partial translation of 24
26 Abtrieb 26 downforce
28 Vorübersetzung für 14 28 pre-translation for 14
30 Vorübersetzung für 16 30 pre-translation for 16
32 Schaltmatrix 32 switching matrix
34 Getriebebremse 34 transmission brake
36 erste Getriebeantriebswelle 36 first transmission input shaft
38 zweite Getriebeantriebswelle 38 second transmission input shaft
40 dritte Getriebeantriebswelle 40 third transmission input shaft
42 Vorgelegewelle 42 countershaft
44 Schaltmatrix 44 switching matrix
46 Kombinationsmatrix 46 combination matrix
A-E, G Schaltelemente A-E, G switching elements

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeantriebswelle (36) zum Wirkverbinden einer ersten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs mit dem Hybridgetriebe; einer zweiten Getriebeantriebswelle (38) zum Wirkverbinden einer zweiten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs mit dem Hybridgetriebe; einer dritten Getriebeantriebswelle (40); einer ersten Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement (E), zum Wirkverbinden der zweiten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle; einer zweiten Antriebswellen-Kupplung mit einem Schaltelement (B), zum Wirkverbinden der ersten Getriebeantriebswelle mit der dritten Getriebeantriebswelle; wenigstens zwei mittels Zahnräder einrichtbaren Übersetzungen (22, 24) zum Bilden von wenigstens zwei Gangstufen (V1 , V2, V3, V4, E1 , E2, EH3, EH4); mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, C, D, G) zum Einlegen der Gangstufen; und einem Abtrieb (26) zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe; wobei eine Gangstufe mit einer betragsmäßig größten Übersetzung der zweiten Getriebeantriebswelle zugeordnet ist; die zweite Antriebsmaschine als Hauptanfahrmaschine für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist, um aus dem Stillstand bei eingelegter niedrigster Gangstufe schlupffrei im Hybridgetriebe anzufahren; und das Schaltelement der ersten Antriebswellen-Kupplung unter Last synchronisierbar ist, um die wenigstens zwei Gangstufen für die zweite Antriebsmaschine zuglastschaltbar auszuführen und um bei geschlossener zweiter Antriebswellen-Kupplung ein Anfahrelement für die erste Antriebsmaschine in der niedrigsten Gangstufe zu bilden, das unter Drehzahldifferenz schrittweise schließbar ist. 1 . A hybrid transmission (18) for an automotive powertrain (12) of a motor vehicle (10), comprising: a first transmission input shaft (36) for operatively connecting a first prime mover of the motor vehicle to the hybrid transmission; a second transmission input shaft (38) for operatively connecting a second prime mover of the motor vehicle to the hybrid transmission; a third transmission input shaft (40); a first input shaft clutch having a shift element (E) for operatively connecting the second transmission input shaft to the third transmission input shaft; a second input shaft clutch having a shifting element (B) for operatively connecting the first transmission input shaft to the third transmission input shaft; at least two gear ratios (22, 24) that can be set up by means of gear wheels to form at least two gear stages (V1, V2, V3, V4, E1, E2, EH3, EH4); a plurality of gear shifting devices with shifting elements (A, C, D, G) for engaging the gear stages; and an output (26) for transmitting drive power from the hybrid transmission; wherein a gear stage with a maximum translation in terms of absolute value is assigned to the second transmission input shaft; the second drive machine is designed as the main starting machine for the motor vehicle in order to start up from a standstill with the lowest gear engaged in the hybrid transmission without slipping; and the switching element of the first drive shaft clutch can be synchronized under load in order to implement the at least two gear stages for the second drive machine in a load-load shiftable manner and in order to form a starting element for the first drive machine in the lowest gear stage when the second drive shaft clutch is closed, which can be closed step by step with a speed difference is.
2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1 , wobei die erste Antriebsmaschine eine Verbrennungsmaschine (16) umfasst; und die zweite Antriebsmaschine eine erste elektrische Antriebsmaschine (14) umfasst. Second hybrid transmission (18) according to claim 1, wherein the first prime mover comprises an internal combustion engine (16); and the second prime mover comprises a first electric prime mover (14).
3. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, C, D, G) der Gangschaltvorrichtungen und/oder das Schaltelement (B) der zweiten Antriebswellen-Kupplung als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente oder Sperrsynchronisierungen, ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente der Gangschaltvorrichtungen und/oder das Schaltelement der zweiten Antriebswellen-Kupplung als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind. 3. Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein the shifting elements (A, C, D, G) of the gear shifting devices and/or the shifting element (B) of the second drive shaft clutch are designed as positive shifting elements, in particular as claw shifting elements or lock synchronizations are; and/or at least two of the shifting elements of the gear shifting devices and/or the shifting element of the second drive shaft clutch are designed as a double shifting element and can be actuated by a double-acting actuator.
4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die dritte Getriebeantriebswelle (40) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeantriebswelle (36) zumindest abschnittsweise umgibt; und die zweite Getriebeantriebswelle (38) als Hohlwelle ausgebildet ist und die dritte Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise umgibt. 4. Hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims, wherein the third transmission drive shaft (40) is designed as a hollow shaft and the first transmission drive shaft (36) surrounds at least partially; and the second transmission drive shaft (38) is designed as a hollow shaft and at least partially surrounds the third transmission drive shaft.
5. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Gangstufe, insbesondere eine Gangstufe mit einer betragsmäßig zweitgrößten Übersetzung, der dritten Getriebeantriebswelle (40) zugeordnet ist 5. Hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims, wherein a gear, in particular a gear with a second largest translation in terms of absolute value, is assigned to the third transmission input shaft (40).
6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine weitere Gangstufe, insbesondere zwei weitere Gangstufen, mit einer betragsmäßig größten und zweitgrößten Übersetzung, der ersten Getriebeantriebswelle (36) zugeordnet ist. 6. Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein a further gear, in particular two further gears, with a maximum and second-largest translation in terms of absolute value, is associated with the first transmission drive shaft (36).
7. Hybridgetriebe (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, mit einer der ersten Getriebeantriebswelle (36) zugeordneten Getriebebremse (34) zum Synchronisieren der Verbrennungsmaschine (16) und/oder des Hybridgetriebes bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine, wobei die Getriebebremse vorzugsweise eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfasst 7. Hybrid transmission (18) according to one of Claims 2 to 6, with a transmission brake (34) assigned to the first transmission input shaft (36) for synchronizing the internal combustion engine (16) and/or the hybrid transmission when shifting gears for the internal combustion engine, the transmission brake preferably having a second electric drive machine includes
8. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe eine Vorgelegewelle (42) und in mehreren Radsatzebenen angeordnete Losräder und Festräder, die die Gangstufen (V1 , V2, V3, V4, E1 , E2, EH3, EH4) bilden, umfasst; und/oder ein Planetenradsatz eine Gangstufe bildet. 8. hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims, wherein the hybrid transmission comprises a countershaft (42) and loose wheels and fixed wheels which are arranged in several wheel set planes and form the gear stages (V1, V2, V3, V4, E1, E2, EH3, EH4); and/or a planetary gear set forms a gear step.
9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Gangstufe (E1 , V1 ) mit einer betragsmäßig größten Übersetzung und eine Gangstufe (E2, V2) mit einer betragsmäßig zweitgrößten Übersetzung, vorzugsweise unabhängig von der den Gangstufen zugeordneten Antriebsmaschine (14; 16), unter Last schaltbar sind. 9. Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein a gear stage (E1, V1) with a maximum translation in terms of absolute value and a gear stage (E2, V2) with a second-largest translation in terms of absolute value, preferably independently of the drive motor (14; 16), can be shifted under load.
10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe vier Verbrennungsgangstufen (V1 , V2, V3, V4) aufweist, von denen drei zum rein verbrennungsmotorischen Fahren ausgebildet sind; das Hybridgetriebe zwei Elektrogangstufen (E1 , E2) aufweist, die zum rein elektromotorischen Fahren ausgebildet sind; und jede Elektrogangstufe mit wenigstens drei Verbrennungsgangstufen in einem hybriden Fahrmodus kombinierbar ist. 10. Hybrid transmission (18) according to one of the preceding claims, wherein the hybrid transmission has four combustion gears (V1, V2, V3, V4), three of which are designed for purely internal combustion engine driving; the hybrid transmission has two electric gear stages (E1, E2), which are designed for purely electric driving; and each electric ratio is combinable with at least three combustion ratios in a hybrid driving mode.
11 . Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeantriebswelle (36) antriebswirksam verbunden ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeantriebswelle (38) antriebswirksam verbunden ist. 11 . A motor vehicle powertrain (12) for a motor vehicle (10) comprising: a hybrid transmission (18) according to any one of the preceding claims; an internal combustion engine (16) drivingly connected to the first transmission input shaft (36); and a first electric prime mover (14) drivingly connected to the second transmission input shaft (38).
12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 , mit einer Getriebebremse (34), die der ersten Getriebeantriebswelle (36) zugeordnet ist, und vorzugsweise eine zweite elektrische Antriebsmaschine umfasst. 12. Motor vehicle drive train (12) according to claim 11, with a transmission brake (34) which is assigned to the first transmission drive shaft (36), and preferably comprises a second electric drive machine.
13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (20) ansteuerbar ist. 13. Motor vehicle drive train (12) according to claim 11 or 12, wherein the first electric drive machine (14) can be controlled as a starter generator for starting the internal combustion engine (16); and/or can be controlled as a charging generator for charging an energy store (20).
14. Verfahren zum Anfahren mit einem Hybridgetriebe (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit den Schritten: 14. Method for starting with a hybrid transmission (18) according to one of claims 1 to 10, with the steps:
Schließen eines Schaltelements (B) einer zweiten Antriebswellen-Kupplung, um eine erste Getriebeantriebswelle (36) mit einer dritten Getriebeantriebswelle (40) antriebswirksam zu verbinden; Closing a switching element (B) of a second input shaft clutch in order to drivingly connect a first transmission input shaft (36) to a third transmission input shaft (40);
Schließen eines Schaltelements (A) einer Gangstufe mit einer betragsmäßig größten Übersetzung des Hybridgetriebes; Closing a switching element (A) of a gear stage with a maximum translation of the hybrid transmission in terms of absolute value;
Öffnen der übrigen Schaltelemente des Hybridgetriebes; schlupfendes Betreiben eines Schaltelements (E) einer ersten Antriebswellen- Kupplung; und vollständiges Schließen des Schaltelements (E) der ersten Antriebswellen- Kupplung, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der ersten Getriebeantriebswelle und der dritten Getriebeantriebswelle kleiner ist als ein vordefinierter Schwellenwert. Opening the other switching elements of the hybrid transmission; slipping operation of a shifting element (E) of a first input shaft clutch; and complete closing of the switching element (E) of the first input shaft clutch when a speed difference between the first transmission input shaft and the third transmission input shaft is less than a predefined threshold value.
15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 14; und einem Energiespeicher (20) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14). 15. Motor vehicle (10) comprising: a motor vehicle power train (12) according to any one of claims 11 to 14; and an energy store (20) for storing energy for supplying the first electric drive machine (14).
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